(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に複数のスロットが形成された筒状のステータコアと、前記ステータコアの一方の端面側から前記スロットに挿入される複数のコイルセグメントと、前記ステータコアの他方の端面側において前記コイルセグメントと電気的に接続される複数のコイルエンドプレートと、を備える回転電機のステータであって、
前記コイルセグメントは、
前記スロットに収容される一方の脚部と、
当該一方の脚部とは異なるスロットに収容される他方の脚部と、
前記一方の脚部と前記他方の脚部との間に連続して形成され、前記ステータコアの端面側に表出する曲折部と、を有し、
前記コイルエンドプレートは、
前記ステータコアの周方向に延びる平板状のプレート部と、
前記プレート部の一端側から前記ステータコアの径方向にそれぞれ延出され、前記コイルセグメントの脚部の端部がそれぞれ接続される一対の延出部と、
を有し、
前記コイルエンドプレートの延出部は、
前記プレート部の一端側から前記ステータコアの径方向にそれぞれ延出された一対の第１延出部と、
前記第１延出部の一端側から前記ステータコアの周方向にそれぞれ延出され、前記コイルセグメントの脚部の端部がそれぞれ接続される一対の第２延出部と、
を有することを特徴とする回転電機のステータ。
【請求項２】
前記コイルセグメントおよび前記コイルエンドプレートは、電流が流れる方向に直交する断面積がそれぞれ等しくなるように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の回転電機のステータ。
【請求項３】
前記コイルエンドプレートの延出部は、コイルループのターン数に応じて延出部の長さが異なるように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の回転電機のステータ。
【請求項４】
前記コイルエンドプレートの第２延出部は、前記第１延出部の一端側から前記ステータコアの周方向にそれぞれ同じ向きとなる方向へ延出されていることを特徴とする請求項３に記載の回転電機のステータ。
【請求項５】
前記コイルセグメントは、前記一方および他方の脚部の長さが異なり、かつ、流れる電流の相ごとに前記一方または他方の脚部の長さが異なり、さらに、同一の前記電流の相において前記コイルループのターン数に応じて前記一方または他方の脚部の長さが異なることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の回転電機のステータ。
【請求項６】
前記ステータコアのスロットは、当該ステータコアの外径側に向かうに従って幅が増加するように形成されたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の回転電機のステータ。
【請求項７】
前記コイルセグメントの脚部は、前記ステータコアのスロット内に、コイルループのターン数に対応して前記ステータコアの径方向に複数収容され、前記スロットの形状に対応して前記ステータコアの外径側に収容されるものほど幅が大きく形成されたことを特徴とする請求項６に記載の回転電機のステータ。
【請求項８】
前記コイルエンドプレートの延出部の厚さは、前記プレート部の厚さよりも大きく形成されたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の回転電機のステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機や発電機等の回転電機に用いられるステータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステータコア（固定子鉄心）とステータコイル（固定子巻線）とからなる回転電機のステータ（固定子）について、多数の構造が提案されている。例えば、特許文献１では、複数のスロットを有する固定子鉄心と、複数枚のコイルエンドプレートが径方向に積層されて形成され、前記スロットに挿入されるコイルエンドプレート積層体と、異なるスロットに挿入されたコイルエンドプレート積層体間を接続する渡り部材と、を備えるステータが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２５９５５５号公報（図１参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１で提案されたステータは、物理的接続が必要な部分が多く、組み立て性が悪いという問題があった。また、特許文献１で提案されたステータは、前記した渡り部材が回転電機の回転軸方向に延出しているため、コイルエンド部分の容積が大きくなって小型化が容易ではないという問題があった。
【０００５】
本発明は、前記した問題点に鑑み創案されたものであり、組み立て性を向上させるとともに、コイルエンド部分の容積を低減して小型化を図ることができる回転電機のステータを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために本発明に係る回転電機のステータは、内周面に複数のスロットが形成された筒状のステータコアと、前記ステータコアの一方の端面側から前記スロットに挿入される複数のコイルセグメントと、前記ステータコアの他方の端面側において前記コイルセグメントと電気的に接続される複数のコイルエンドプレートと、を備える回転電機のステータであって、前記コイルセグメントは、前記スロットに収容される一方の脚部と、当該一方の脚部とは異なるスロットに収容される他方の脚部と、前記一方の脚部と前記他方の脚部との間に連続して形成され、前記ステータコアの端面側に表出する曲折部と、を有し、前記コイルエンドプレートは、前記ステータコアの周方向に延びる平板状のプレート部と、前記プレート部の一端側から前記ステータコアの径方向にそれぞれ延出され、前記コイルセグメントの脚部の端部がそれぞれ接続される一対の延出部と、を有し、前記コイルエンドプレートの延出部は、前記プレート部の一端側から前記ステータコアの径方向にそれぞれ延出された一対の第１延出部と、前記第１延出部の一端側から前記ステータコアの周方向にそれぞれ延出され、前記コイルセグメントの脚部の端部がそれぞれ接続される一対の第２延出部と、を有する構成とした。
【０００７】
このような構成を備える回転電機のステータは、ステータコアのスロットに複数のコイルセグメントを収容し、かつ、板状のコイルエンドプレートを介して当該複数のコイルセグメントの端部同士を電気的に接続することで、コイルエンド部分を回転電機の回転軸方向に延出させることなく、当該回転軸回りのコイルループを容易に形成することができる。また、このような構成を備える回転電機のステータは、コイルエンドプレートの一対の第１延出部の延出方向と、一対の第２延出部の延出方向と、が直交しているため、複数のコイルエンドプレートを回転電機の回転軸方向に重ねた際に、コイルエンドプレートの第２延出部が他のコイルエンドプレートの第１延出部と重ならない状態となる。従って、回転電機のステータは、コイルセグメントを用いることでコイルの占積率を高めることができるとともに、コイルエンドプレートを用いることで、ステータコアの他方の端面上におけるコイルの渡り部分の体積を低減することができ、かつ、コイルエンドプレートを積層する際に締結部材の締結のためのスペースを確保することができる。
【０００８】
また、本発明に係る回転電機のステータは、前記コイルセグメントおよび前記コイルエンドプレートが、電流が流れる方向に直交する断面積がそれぞれ等しくなるように形成されることが好ましい。
【０００９】
このような構成を備える回転電機のステータは、ステータコイルにおける電気抵抗を均一にすることができるため、局所的な発熱が生じることを抑制し、電流を安定させ、回転磁界を安定して形成することができる。
【００１２】
また、本発明に係る回転電機のステータは、前記コイルエンドプレートの延出部が、コイルループのターン数に応じて延出部の長さが異なるように形成されることが好ましい。
【００１３】
このような構成を備える回転電機のステータは、コイルターンの数（コイルループのターン数）と同じ数だけ延出部の長さが異なるコイルエンドプレートを用いるため、コイルターンの数に関わらずコイルエンドプレートの延出部（第２延出部）が他のコイルエンドプレートの延出部と重ならない状態となる。従って、回転電機のステータは、コイルセグメントを用いることでコイルの占積率を高めることができるとともに、コイルエンドプレートを用いることで、ステータコアの他方の端面上におけるコイルの渡り部分の体積を低減することができ、かつ、コイルエンドプレートを積層する際に締結部材の締結のためのスペースを確保することができる。
【００１４】
また、本発明に係る回転電機のステータは、前記コイルエンドプレートの第２延出部が、前記第１延出部の一端側から前記ステータコアの周方向にそれぞれ同じ向きとなる方向へ延出されていることが好ましい。
【００１５】
このような構成を備える回転電機のステータは、コイルエンドプレートの一対の第２延出部の延出方向が揃っているため、複数のコイルエンドプレートを回転電機の回転軸方向に重ねた際に、コイルエンドプレートの第２延出部が他のコイルエンドプレートの第２延出部と重ならない状態となる。従って、回転電機のステータは、コイルセグメントを用いることでコイルの占積率を高めることができるとともに、コイルエンドプレートを用いることで、ステータコアの他方の端面上におけるコイルの渡り部分の体積を低減することができ、かつ、コイルエンドプレートを積層する際に締結部材の締結のためのスペースを確保することができる。また、回転電機のステータは、コイルエンドプレートの第２延出部を同じ方向に延出させることで、当該コイルエンドプレートを規則正しく積層することができる。
【００１６】
また、本発明に係る回転電機のステータは、前記コイルセグメントが、前記一方および他方の脚部の長さが異なり、かつ、流れる電流の相ごとに前記一方または他方の脚部の長さが異なり、さらに、同一の前記電流の相において前記コイルループのターン数に応じて前記一方または他方の脚部の長さが異なることが好ましい。
【００１７】
このような構成を備える回転電機のステータは、外部から複数の相の電流が供給される場合において、当該電流の相数に対応してステータコアの他方の端面側に積層されるコイルエンドプレートの積層数が増加し、ステータコアを挟んで、コイルセグメントとコイルエンドプレートとの距離が拡大する場合であっても、当該拡大する距離に応じてコイルセグメントの脚部の長さを調整することができる。従って、回転電機のステータは、各層に配置されたコイルエンドプレートとコイルセグメントとを容易に接続することができる。
【００１８】
また、本発明に係る回転電機のステータは、前記ステータコアのスロットは、当該ステータコアの外径側に向かうに従って幅が増加するように形成されることが好ましい。
【００１９】
このような構成を備える回転電機のステータは、スロット内に収容されるコイルセグメントを確実に保持することができる。
【００２０】
また、本発明に係る回転電機のステータは、前記コイルセグメントの脚部が、前記ステータコアのスロット内に、コイルループのターン数に対応して前記ステータコアの径方向に複数収容され、前記スロットの形状に対応して前記ステータコアの外径側に収容されるものほど幅が大きく形成されることが好ましい。
【００２１】
このような構成を備える回転電機のステータは、スロットの断面形状と、当該スロットに所定の順序で収容される複数のコイルセグメントの組み合わせの断面形状と、を同じものとすることができ、内径から径方向に幅が広くなるテーパ形状となるため、平行な幅のものと比較して、コイルセグメントをより確実に保持することができる。
【００２２】
また、本発明に係る回転電機のステータは、前記コイルエンドプレートの延出部の厚さが、前記プレート部の厚さよりも大きく形成されることが好ましい。
【００２３】
このような構成を備える回転電機のステータは、コイルエンドプレートを薄型化した場合であっても、コイルループを形成する部材の断面抵抗値を均一とすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る回転電機のステータによれば、Ｕ字状に連続して形成されたコイルセグメントとコイルエンドプレートの大きく分けて２種類の部材によってコイルループを形成するため、物理的接続が必要な部分を最小限に留めることができ、組み立て性を向上させることができる。また、回転電機のステータは、コイルエンド部材として板状のコイルエンドプレートを用いるため、ステータコアの端面上におけるコイルエンド部分の高さを抑えることができる。従って、剛性導体を用いたコイルループであっても、重ね巻きを成立させながらコイルエンド部分の容積を低減することができ、装置全体の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態に係る回転電機のステータの全体構成を示す斜視図である。
【図２】実施形態に係る回転電機のステータが備えるステータコアの構成を示す平面図である。
【図３】実施形態に係る回転電機のステータが備えるコイルセグメント等とコイルエンドプレートとの接続状態を示す図であって、ステータコアの一部を切り欠いた斜視図である。
【図４】実施形態に係る回転電機のステータが備えるステータコイルの一部を構成するコイルセグメントの構成を示す図であって、（ａ）、（ｂ）（ｃ）は、それぞれ形状の異なる３種類のコイルセグメントを示す斜視図である。
【図５】実施形態に係る回転電機のステータが備えるステータコイルの一部を構成するコイルセグメントの構成を示す図であって、（ａ）は、形状の異なる３種類のコイルセグメントの脚部をステータコアの径方向に重ねた状態を示す斜視図、（ｂ）は、左側から順番に、（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ａ）のＣ −Ｃ断面図、（ａ）のＤ−Ｄ断面図、である。
【図６】実施形態に係る回転電機のステータが備えるステータコアとステータコイルの構成を示す図であって、ステータコアのスロットに一部のコイルセグメントが収容された状態を示す平面図である。
【図７】実施形態に係る回転電機のステータが備えるステータコアとステータコイルの構成を示す図であって、ステータコアのスロットにコイルセグメントが全て収容された状態を示す図１のＡ−Ａ断面図である。
【図８】実施形態に係る回転電機のステータが備えるステータコアとステータコイルの構成を示す図であって、ステータコアのスロットにコイルセグメントが全て収容された状態を示す図６のＥ部拡大図である。
【図９】実施形態に係る回転電機のステータが備えるコイルエンドプレートの構成を示す図であって、（ａ）は、コイルエンドプレートが配置された側を上方に向けた場合における回転電機のステータの全体構成を示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＦ部拡大断面図、である。
【図１０】実施形態に係る回転電機のステータが備えるステータコイルの一部を構成するコイルエンドプレートの構成を示す図であって、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ形状の異なる３種類のコイルエンドプレートを示す斜視図である。
【図１１】実施形態に係る回転電機のステータが備えるステータコイルの一部を構成するコイルエンドプレートの構成を示す図であって、（ａ）は、形状の異なる３種類のコイルエンドプレートのプレート部を回転電機の回転軸方向に重ねようとする状態を示す斜視図、（ｂ）は、形状の異なる３種類のコイルエンドプレートのプレート部を重ねた状態を示す平面図、である。
【図１２】実施形態に係る回転電機のステータの全体構成を示す図であって、コイルエンドプレートが配置された側を上方に向けた状態における側断面図である。
【図１３】実施形態に係る回転電機のステータの全体構成を示す図であって、コイルエンドプレートが配置された側を上方に向けた状態における平面図である。
【図１４】実施形態に係る回転電機のステータの一部の構成を示す図であって、コイルセグメントを全て取り除いた状態を示す斜視図である。
【図１５】実施形態に係る回転電機のステータが備えるステータコイルの一部を構成する左右反転コイルセグメントの構成を示す斜視図である。
【図１６】実施形態に係る回転電機のステータが備えるステータコイルの一部を構成する電源供給コイルセグメントを示す斜視図である。
【図１７】実施形態に係る回転電機のステータが備えるステータコイルの一部を構成する中点短絡コイルエンドプレートの構成を示す斜視図である。
【図１８】実施形態に係る回転電機のステータが備えるステータコイルの一部を構成する中点連結コイルセグメントの構成を示す斜視図である。
【図１９】実施形態に係る回転電機のステータにおけるコイルターンを説明するための概略図である。
【図２０】回転電機のステータにおけるコイルループを説明するための概略図であって、（ａ）は、実施形態に係る回転電機のステータのコイルループを説明するための概略図、（ｂ）従来の回転電機のステータのコイルループを説明するための概略図、である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る回転電機のステータ（以下、単にステータという）を実施するための形態について、図１〜図２０を参照しながら説明する。なお、各図に示した構成の寸法・縮尺は、説明の便宜上誇張して示している場合がある。
【００２７】
ステータ１は、図１に示すように、外部から供給される電気エネルギーを機械エネルギーに変換して回転運動を行う回転電機の固定子である。ステータ１は、外部から電気エネルギーが入力され、永久磁石を備えたロータ（回転子）を回転運動させるための磁界を発生させる。ステータ１は、図１に示すように、ステータコア１０と、ステータコイル２０と、を備えている。なお、ステータ１は、例えば誘導電動機、同期電動機等のステータとして用いることもできる。
【００２８】
ステータコア１０は、図１に示すように、ステータコイル２０が装着されるコア部材である。ステータコア１０は、図２に示すように、円筒状に形成され、当該筒内に図示しないロータが配置される。ステータコア１０は、例えば円環状の薄い電磁鋼板を回転電機の回転軸Ｘ方向に積層して形成することができる。ステータコア１０の内周面には、図２に示すように、複数のスロット（溝）１１が等間隔で形成されている。
【００２９】
スロット１１は、図１に示すように、コイルセグメントを収容するためのものである。スロット１１は、図１に示すように、回転電機の回転軸Ｘ方向に直線状に形成されている。また、スロット１１は、図２に示すように平面視すると、当該回転軸Ｘ方向に同じ大きさ（同一断面積）で形成されるとともに、ステータコア１０の外径側に向かうに従って幅が増加するような形状に形成される。これにより、実施形態に係るステータ１は、スロット１１内に収容されるコイルセグメントを確実に保持することができる。但し、スロット１１は、ステータコア１０の径方向に見た場合に、一定の幅で形成されてもよい。
【００３０】
スロット１１は、ここでは図２に示すように、回転軸Ｘ方向に一列として４８個形成される。但し、当該スロット１１の数は特に限定されず、ステータコア１０の周方向に形成されるコイルターンの数（コイルループのターン数）と、外部から供給される電流の相数と、に対応して適宜変更することができる。なお、ステータ１に形成されるコイルターンの詳細については後記する（後記する図１９参照）。
【００３１】
スロット１１には、図３に示すように、ステータコア１０の一方の端面側から、複数種類のコイルセグメント（コイルセグメント２１，２２，２３、左右反転コイルセグメント２７、電源供給コイルセグメント２８および中点連結コイルセグメント３０）が挿入される。また、スロット１１には、後記するように、前記した複数種類のコイルセグメントが、ステータコア１０の径方向に所定順序で複数個（ここでは３個）収容される。
【００３２】
ステータコイル２０は、図１に示すように、外部から入力された電気エネルギーによって励磁し、回転磁界を発生させるものである。ステータコイル２０には、ここでは外部からＵ相、Ｖ相およびＷ相からなる三相の電流が供給される。そして、ステータコイル２０は、ここでは図１に示すように、一般的な巻線ではなく、個片化された複数種類のコイルセグメントと、複数種類のコイルエンドプレートと、から構成される。
【００３３】
複数種類のコイルセグメントは、具体的には図１に示すように、コイルセグメント２１，２２，２３と、左右反転コイルセグメント２７と、電源供給コイルセグメント２８と、中点連結コイルセグメント３０と、から構成される。また、複数種類のコイルエンドプレートは、具体的には図１に示すように、コイルエンドプレート２４，２５，２６と、中点短絡コイルエンドプレート２９と、から構成される。そして、ステータコイル２０は、図１に示すように、これらの複数種類のコイルセグメントと複数種類のコイルエンドプレートとがステータコア１０の端面側で電気的に接続されることで、電気的な一つのコイルループを形成している。
【００３４】
なお、ステータコイル２０を構成する複数種類のコイルセグメント（コイルセグメント２１，２２，２３、左右反転コイルセグメント２７、電源供給コイルセグメント２８および中点連結コイルセグメント３０）と、複数種類のコイルエンドプレート（コイルエンドプレート２４，２５，２６および中点短絡コイルエンドプレート２９）とは、電流が流れる方向に直交する断面積がそれぞれ等しくなるように形成される。すなわち、実施形態に係るステータ１においては、ステータコイル２０を構成するコイルセグメントおよびコイルエンドプレートは、後記するように断面形状は各々異なるものの、断面積が同一となるように設計される。これにより、実施形態に係るステータ１は、ステータコイル２０における電気抵抗を均一にすることができるため、局所的な発熱が生じることを抑制し、電流を安定させ、回転磁界を安定して形成することができる。
【００３５】
また、図示は省略したが、ステータコイル２０を構成する複数種類のコイルセグメント（コイルセグメント２１，２２，２３、左右反転コイルセグメント２７、電源供給コイルセグメント２８および中点連結コイルセグメント３０）と、複数種類のコイルエンドプレート（コイルエンドプレート２４，２５，２６および中点短絡コイルエンドプレート２９）とは、例えば樹脂含浸等により絶縁処理が施されている。
【００３６】
［コイルセグメント２１，２２，２３の構成］
以下、ステータコイル２０の一部を構成するコイルセグメント２１，２２，２３について、詳細に説明する。なお、以下の説明では、コイルセグメント２１，２２，２３およびコイルエンドプレート２４，２５，２６を包括的、または抽象的に示す場合は、それぞれ「コイルセグメント」、「コイルエンドプレート」と表記して符号を省略する場合がある。また、以下の説明では、コイルセグメント２１，２２，２３が有する共通の構成（例えば一対の脚部）や、コイルエンドプレート２４，２５，２６が有する共通の構成（例えば一対の延出部）等を説明する際に、冗長な記載を避けるために当該共通の構成の符号を省略する場合がある。
【００３７】
コイルセグメント２１，２２，２３は、図１に示すように、ステータコイル２０における主要なコイル構成部材であり、外部から供給された電流を回転電機の回転軸Ｘ方向およびステータコア１０の周方向に流すためのものである。コイルセグメント２１，２２，２３は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等からなる導電性の棒状部材で構成され、図４に示すように、当該棒状部材がほぼＵ字状に折り曲げられた形状を呈している。但し、コイルセグメント２１，２２，２３の素材は、導電性および成形性に優れた素材であれば特に限定されない。
【００３８】
コイルセグメント２１は、具体的には図４（ａ）に示すように、直線状に形成された一対の脚部２１ａ，２１ｂと、一方の（第一の）脚部２１ａと他方の（第二の）脚部２１ｂとの間に連続して形成された湾曲状の曲折部２１ｃと、を有している。この曲折部２１ｃは、図１に示すように、コイルセグメント２１がステータコア１０のスロット１１に収容された状態において、当該ステータコア１０の一方の端面側に表出する。また、一対の脚部２１ａ，２１ｂのそれぞれの端部２１ｄ，２１ｅには、当該コイルセグメント２１とコイルエンドプレート２４，２５，２６とが接続される際に、例えば、締結部材３１（後記する図９（ｂ）参照）が挿入される、図示しない所定深さの孔部が形成されている。なお、上記例では、コイルセグメント２１に締結部材３１による締結のための孔部が形成されているが、溶接等の方法によって接合する場合は、孔部は形成されていなくてもよい。
【００３９】
ここで、コイルセグメント２１の曲折部２１ｃは、より具体的には図４（ａ）および図６に示すように、第１曲折部２１ｃ１と、第２曲折部２１ｃ２と、を有している。第１曲折部２１ｃ１は、図４（ａ）に示すように、他方の脚部２１ｂから連続して形成された第１の曲折部分であり、第２曲折部２１ｃ２は、図４（ａ）に示すように、第１曲折部２１ｃ１から一方の脚部２１ａまで連続して形成された第２の曲折部分である。
【００４０】
図６に示すように平面視すると、第１曲折部２１ｃ１は、ステータコア１０の内径側に向かって湾曲するように形成され、第２曲折部２１ｃ２は、異なるスロット１１におけるステータコア１０の外径側に向かって湾曲するように形成される。そして、第１曲折部２１ｃ１の一方の側面（ステータコア１０の内径側に位置する側面）の形状は、同じスロット１１に収容されるコイルセグメント２２の第１曲折部２２ｃ１の他方の側面（ステータコア１０の外径側に位置する側面）の形状に沿うように形成され、第２曲折部２１ｃ２の一方の側面の形状は、同じスロット１１に収容されるコイルセグメント２２の第２曲折部２２ｃ２の他方の側面の形状に沿うように形成される。また、第１曲折部２１ｃ１の他方の側面の形状は、異なるスロット（右側のスロット）１１に収容されるコイルセグメント２２の第１曲折部２２ｃ１の一方の側面の形状に沿うように形成され、第２曲折部２１ｃ２の他方の側面の形状は、ステータコア１０の外径内に収まるように形成される。
【００４１】
第１曲折部２１ｃ１および第２曲折部２１ｃ２は、正面視すると、ステータコア１０の一方の端面側（上側）に向かって湾曲するように形成される。そして、第１曲折部２１ｃ１の下面（ステータコア１０の他方の側面側に位置する面）の形状は、異なるスロット（左側のスロット）１１に収容されるコイルセグメント２１，２２の第１曲折部２１ｃ１，２２ｃ１の上面（ステータコア１０の一方の側面側に位置する面）の形状に沿うように形成され、第２曲折部２１ｃ２の下面の形状は、異なるスロット（左側のスロット）１１に収容されるコイルセグメント２１，２２の第２曲折部２１ｃ２，２２ｃ２の上面の形状に沿うように形成される。また、第１曲折部２１ｃ１の上面の形状は、異なるスロット（右側のスロット）１１に収容されるコイルセグメント２１，２２の第１曲折部２１ｃ１，２２ｃ１の下面の形状に沿うように形成され、第２曲折部２１ｃ２の上面の形状は、異なるスロット（右側のスロット）１１に収容されるコイルセグメント２１，２２の第２曲折部２１ｃ２，２２ｃ２の下面の形状に沿うように形成される。
【００４２】
このように、第１曲折部２１ｃ１および第２曲折部２１ｃ２の上面と下面とには、異なるスロット１１に収容されるコイルセグメント２１，２２の第１曲折部および第２曲折部が、当該第１曲折部２１ｃ１および第２曲折部２１ｃ２の湾曲部分に沿って隙間なく配置されることになる。以上のような構成を備える曲折部２１ｃを備えるコイルセグメント２１は、同じまたは異なるスロット１１に配置されたコイルセグメント２１およびコイルセグメント２２をステータコア１０の径方向と回転軸Ｘ方向とに隣接させて、無駄なく配置することができる。
【００４３】
コイルセグメント２２は、具体的には図４（ｂ）に示すように、直線状に形成された一対の脚部２２ａ，２２ｂと、一方の（第一の）脚部２２ａと他方の（第二の）脚部２２ｂとの間に連続して形成された湾曲状の曲折部２２ｃと、を有している。この曲折部２２ｃは、図１に示すように、コイルセグメント２２がステータコア１０のスロット１１に収容された状態において、当該ステータコア１０の一方の端面側に表出する。また、一対の脚部２２ａ，２２ｂのそれぞれの端部２２ｄ，２２ｅには、当該コイルセグメント２２とコイルエンドプレート２４，２５，２６とが接続される際に、例えば、締結部材３１（後記する図９（ｂ）参照）が挿入される、図示しない所定深さの孔部が形成されている。なお、上記例では、コイルセグメント２２に締結部材３１による締結のための孔部が形成されているが、溶接等の方法によって接合する場合は、孔部は形成されていなくてもよい。
【００４４】
ここで、コイルセグメント２２の曲折部２２ｃは、より具体的には図４（ｂ）および図６に示すように、第１曲折部２２ｃ１と、第２曲折部２２ｃ２と、を有している。第１曲折部２２ｃ１は、図４（ｂ）に示すように、他方の脚部２２ｂから連続して形成された第１の曲折部分であり、第２曲折部２２ｃ２は、図４（ｂ）に示すように、第１曲折部２２ｃ１から一方の脚部２２ａまで連続して形成された第２の曲折部分である。
【００４５】
図６に示すように平面視すると、第１曲折部２２ｃ１は、ステータコア１０の内径側に向かって湾曲するように形成され、第２曲折部２２ｃ２は、異なるスロット１１におけるステータコア１０の外径側に向かって湾曲するように形成される。そして、第１曲折部２２ｃ１の一方の側面（ステータコア１０の内径側に位置する側面）の形状は、ステータコア１０の内径内に収まるように形成され、第２曲折部２２ｃ２の一方の側面の形状は、異なるスロット（左側のスロット）１１に収容されるコイルセグメント２１の第２曲折部２１ｃ２の他方の側面（ステータコア１０の外径側に位置する側面）の形状に沿うように形成される。また、第１曲折部２２ｃ１の他方の側面の形状は、同じスロット１１に収容されるコイルセグメント２１の第１曲折部２１ｃ１の一方の側面の形状に沿うように形成され、第２曲折部２２ｃ１の他方の側面の形状は、同じスロット１１に収容されるコイルセグメント２１の第２曲折部２１ｃ２の一方の側面の形状に沿うように形成される。
【００４６】
第１曲折部２２ｃ１および第２曲折部２２ｃ２は、正面視すると、ステータコア１０の一方の端面側（上側）に向かって湾曲するように形成される。そして、第１曲折部２２ｃ１の下面（ステータコア１０の他方の側面側に位置する面）の形状は、異なるスロット（左側のスロット）１１に収容されるコイルセグメント２１，２２の第１曲折部２１ｃ１，２２ｃ１の上面（ステータコア１０の一方の側面側に位置する面）の形状に沿うように形成され、第２曲折部２２ｃ２の下面の形状は、異なるスロット（左側のスロット）１１に収容されるコイルセグメント２１，２２の第２曲折部２１ｃ２，２２ｃ２の上面の形状に沿うように形成される。また、第１曲折部２２ｃ１の上面の形状は、異なるスロット（右側のスロット）１１に収容されるコイルセグメント２１，２２の第１曲折部２１ｃ１，２２ｃ１の下面の形状に沿うように形成され、第２曲折部２２ｃ２の上面の形状は、異なるスロット（右側のスロット）１１に収容されるコイルセグメント２１，２２の第２曲折部２１ｃ２，２２ｃ２の下面の形状に沿うように形成される。
【００４７】
このように、第１曲折部２２ｃ１および第２曲折部２２ｃ２の上面と下面とには、異なるスロット１１に収容されるコイルセグメント２１，２２の第１曲折部および第２曲折部が、当該第１曲折部２２ｃ１および第２曲折部２２ｃ２の湾曲部分に沿って隙間なく配置されることになる。以上のような構成を備える曲折部２２ｃを備えるコイルセグメント２２は、同じまたは異なるスロット１１に配置されたコイルセグメント２１およびコイルセグメント２２をステータコア１０の径方向と回転軸Ｘ方向とに隣接させて、無駄なく配置することができる。
【００４８】
コイルセグメント２３は、図４（ｃ）に示すように、直線状に形成された一対の脚部２３ａ，２３ｂと、一方の（第一の）脚部２３ａと他方の（第二の）脚部２３ｂとの間に連続して形成された曲折部２３ｃと、を有している。この曲折部２３ｃは、図１に示すように、コイルセグメント２３がステータコア１０のスロット１１に収容された状態において、当該ステータコア１０の一方の端面側に表出する。また、一対の脚部２３ａ，２３ｂのそれぞれの端部２３ｄ，２３ｅには、当該コイルセグメント２３とコイルエンドプレート２４，２５，２６とが接続される際に、例えば、締結部材３１（後記する図９（ｂ）参照）が挿入される、図示しない所定深さの孔部が形成されている。なお、上記例では、コイルセグメント２３に締結部材３１による締結のための孔部が形成されているが、溶接等の方法によって接合する場合は、孔部は形成されていなくてもよい。ここで、コイルセグメント２３は、ステータコア１０の他方の端面側でコイルエンドプレート２４，２５，２６と接続されることで、自身がコイルターンを形成するとともに、ステータコア１０の周方向に複数形成されるコイルターン同士を繋ぐ渡り部材としても機能する。なお、ステータ１に形成されるコイルターンの詳細については後記する（後記する図１９参照）。
【００４９】
ここで、コイルセグメント２３の曲折部２３ｃは、より具体的には図４（ｃ）および図６に示すように、第１曲折部２３ｃ１と、第２曲折部２３ｃ２と、を有している。第１曲折部２３ｃ１は、図４（ｃ）に示すように、他方の脚部２３ｂから連続して形成された第１の曲折部分であり、第２曲折部２３ｃ２は、図４（ｃ）に示すように、第１曲折部２３ｃ１から一方の脚部２３ａまで連続して形成された第２の曲折部分である。
【００５０】
図６に示すように平面視すると、第１曲折部２３ｃ１は、ステータコア１０の内径側に向かって湾曲するように形成され、第２曲折部２３ｃ２は、異なるスロット１１におけるステータコア１０の外径側に向かって湾曲するように形成される。そして、第１曲折部２３ｃ１の一方の側面（ステータコア１０の内径側に位置する側面）の形状は、ステータコア１０の内径内に収まるように形成され、第２曲折部２３ｃ２の一方の側面の形状は、異なるスロット（左側のスロット）１１に収容されるコイルセグメント２３の第２曲折部２３ｃ２の他方の側面（ステータコア１０の外径側に位置する側面）の形状に沿うように形成される。また、第１曲折部２３ｃ１の他方の側面の形状は、異なるスロット（左側のスロット）１１に収容されるコイルセグメント２３の第１曲折部２３ｃ１の一方の側面の形状に沿うように形成され、第２曲折部２３ｃ２の他方の側面の形状は、異なるスロット（右側のスロット）１１に収容されるコイルセグメント２３の第２曲折部２３ｃ２の一方の側面の形状に沿うように形成される。
【００５１】
第１曲折部２３ｃ１および第２曲折部２３ｃ２は、正面視すると、ステータコア１０の一方の端面側（上側）向かってに湾曲するように形成される。そして、第１曲折部２３ｃ１の下面（ステータコア１０の他方の側面側に位置する面）の形状は、異なるスロット（左側のスロット）１１に収容されるコイルセグメント２３の第１曲折部２３ｃ１上面（ステータコア１０の一方の側面側に位置する面）の形状に沿うように形成され、第２曲折部２３ｃ２の下面の形状は、異なるスロット（右側のスロット）１１に収容されるコイルセグメント２３の第２曲折部２３ｃ２の上面の形状に沿うように形成される。また、第１曲折部２３ｃ１の上面の形状は、異なるスロット（右側のスロット）１１に収容されるコイルセグメント２３の第１曲折部２３ｃ１の下面の形状に沿うように形成され、第２曲折部２３ｃ２の上面の形状は、異なるスロット（左側のスロット）１１に収容されるコイルセグメント２３の第２曲折部２３ｃ２の下面の形状に沿うように形成される。
【００５２】
このように、第１曲折部２３ｃ１および第２曲折部２３ｃ２の上面と下面とには、異なるスロット１１に収容されるコイルセグメント２３の第１曲折部および第２曲折部が、当該第１曲折部２３ｃ１および第２曲折部２３ｃ２の湾曲部分に沿って隙間なく配置されることになる。以上のような構成を備える曲折部２３ｃを備えるコイルセグメント２３は、異なるスロット１１に配置されたコイルセグメント２３を径方向と回転軸Ｘ方向とに隣接させて、無駄なく配置することができる。
【００５３】
コイルセグメント２１，２２，２３の一対の脚部は、図４に示すように、所定の間隔を開けて開脚した形状に形成される。これにより、コイルセグメント２１，２２，２３の一対の脚部は、図５（ａ）に示すように、ステータコア１０の異なる２つのスロット１１にそれぞれ収容される。また、コイルセグメント２１，２２，２３は、予めステータコア１０のスロット１１に収容する順番が設定されており、一対の脚部は、スロット１１の形状となるような断面形状に形成されている（後記する図５（ｂ）参照）。
【００５４】
コイルセグメント２１，２２の一対の脚部のそれぞれの開脚間隔は、全て同じ間隔となるように形成される。コイルセグメント２１，２２の一対の脚部の間隔は、具体的には図５（ａ）に示すように、ステータコア１０のスロット１１に一方の脚部２１ａ，２２ａを収容する場合において、他方の脚部２１ｂ，２２ｂが、一方の脚部２１ａ，２２ａを収容するスロット１１の５つ隣（ステータコア１０の周方向における５つ隣）のスロット１１に収容されるような間隔に形成される。但し、コイルセグメント２１，２２の一対の脚部のそれぞれの開脚間隔は特に限定されず、外部から供給される電流の相数に対応して適宜変更することができる。
【００５５】
また、コイルセグメント２３の一対の脚部の間隔は、コイルセグメント２１，２２のものとは異なる間隔となるように形成される。コイルセグメント２３の一対の脚部の間隔は、具体的には図５（ａ）に示すように、ステータコア１０のスロット１１に一方の脚部２３ａを収容する場合において、他方の脚部２３ｂが、一方の脚部２３ａを収容するスロット１１の７つ隣（ステータコア１０の周方向における７つ隣）のスロット１１に収容されるような間隔に形成される。これは、前記したように、コイルセグメント２３が、ステータコア１０の周方向に複数形成されるコイルターン同士を繋ぐ渡り部材としても機能するためである。但し、コイルセグメント２３の一対の脚部のそれぞれの開脚間隔は特に限定されず、外部から供給される電流の相数に対応して適宜変更することができる。
【００５６】
コイルセグメント２１，２２，２３は、図４に示すように、曲折部２１ｃ，２２ｃ，２３ｃの形状が主に異なる。すなわち、曲折部２１ｃ，２２ｃ，２３ｃは、図４に示すように、それぞれ異なる角度で湾曲させて形成される。図４に示すような曲折部の形状が異なる形状違いのコイルセグメントは、ステータコイル２０によってステータコア１０の径方向に形成するコイルターンの数（コイルループのターン数）に対応している。
【００５７】
なお、コイルターンとは、ステータコア１０における２つのスロット１１にコイルセグメント２１，２２，２３の一対の脚部が収容され、かつ、ステータコア１０の端面側において、当該２つのスロットに収容されたコイルセグメント２１，２２，２３の一対の脚部のそれぞれの端部がそれぞれ別個のコイルエンドプレートと電気的に接続されることで形成される円環状の電流経路のことを意味している（後記する図１９参照）。このようなコイルターン（電流経路）は、ステータコア１０における同一のスロット１１に挿入されるコイルセグメント２１，２２，２３とこれに対応するコイルエンドプレート２４，２５，２６の組み合わせの数に対応してステータコア１０の径方向に複数形成されるとともに、ステータコア１０における異なるスロット１１に挿入されるコイルセグメント２１，２２，２３とこれに対応するコイルエンドプレート２４，２５，２６の組み合わせの数に対応して、ステータコア１０の周方向に複数形成される（後記する図１９参照）。
【００５８】
また、コイルループとは、ステータコア１０の径方向および周方向に形成される全てのコイルターンによって構成されるステータ１全体の電流経路（回転電機の回転軸Ｘ回りの電流経路）のことを意味している（後記する図２０参照）。このようなコイルループは、具体的には、右回りと左回りの２種類で構成される（後記する図２０参照）。
【００５９】
ここで、実施形態に係るステータ１は、後記するように、ステータコア１０のスロット１１に３つのコイルセグメントを収容し、ステータコア１０の径方向にコイルターンを３ターン形成する（後記する図１９参照）。従って、本実施形態に係るステータ１は、図４に示すように、曲折部の形状が異なる形状違いのコイルセグメントを３つ用いる。これにより、実施形態に係るステータ１は、図５（ａ）に示すように、コイルセグメント２１，２２，２３の一対の脚部をそれぞれステータコア１０の径方向に重ね、３つの脚部を組み合わせてステータコア１０のスロット１１に収容する際に、それぞれの曲折部２１ｃ，２２ｃ，２３ｃがステータコア１０の径方向に隣接して配置される。
【００６０】
また、実施形態に係るステータ１は、曲折部の形状が異なる形状違いのコイルセグメント２１，２２，２３を組み合わせてステータコア１０のスロット１１に収容するため、図６に示すように、他のコイルセグメント２１，２２，２３と干渉しないように配置することができるとともに、ステータコア１０の一方の端面内に収まるように、かつ、ステータコア１０の一方の端面上に一定の高さに収まるように、コイルセグメント２１，２２，２３を配置することができる。すなわち、ステータ１は、通常の巻線と異なる剛性導体からなるコイルセグメントであっても、あたかも巻線と同じように重ね巻きの状態を形成することができる。従って、ステータ１は、剛性導体による重ね巻きを実現するとともに、ステータコア１０の端面からのコイルセグメント２１，２２，２３の表出部分の容積を可能な限り抑えることができる。また、ステータ１は、コイルセグメント２１，２２，２３を無駄なく効率よく配置することができるため、コイルの占積率を向上させることができる。
【００６１】
また、図示は省略したが、実施形態に係るステータ１は、曲折部の形状が異なる形状違いのコイルセグメント２１，２２，２３の他に、一対の脚部の長さが異なる長さ違いのコイルセグメント２１，２２，２３を用いる。このような一対の脚部の長さが異なる長さ違いのコイルセグメントは、ステータコイル２０に外部から供給される電流の相数に対応している。
【００６２】
ここで、実施形態に係るステータ１は、後記するように、ステータコア１０の径方向に形成するコイルターンの数（コイルループのターン数）と外部から供給される電流の相数とを乗じた数だけ（ここでは９層分）、ステータコア１０の他方の端面上にコイルエンドプレート２４，２５，２６を積層する（後記する図１２参照）。この場合、電流の相数に応じてコイルエンドプレート２４，２５，２６の層数が倍増し、コイルセグメントとコイルエンドプレートとの距離が回転電機の回転軸Ｘ方向に離れることになる。従って、実施形態に係るステータ１は、コイルセグメント２１，２２，２３のそれぞれについて一対の脚部の長さ違いを３つずつ用意する。すなわち、ステータ１は、曲折部の形状違いと一対の脚部の長さ違いとを合計して計９種類のコイルセグメントを用いる。これにより、実施形態に係るステータ１は、コイルセグメント２１，２２，２３の曲折部側では隣り合うものが同じ高さ位置におさまり、コイルエンドプレート２４，２５，２６側において、回転軸Ｘ方向に段差を持って配置される。そして、ステータ１は、外部から複数の相の電流が供給される場合において、当該電流の相数に対応してステータコア１０の他方の端面側に積層されるコイルエンドプレート２４，２５，２６の積層数が増加し、ステータコア１０を挟んで、コイルセグメント２１，２２，２３とコイルエンドプレート２４，２５，２６との距離が拡大する場合であっても、当該拡大する距離に応じてコイルセグメント２１，２２，２３の脚部の長さを調整することができる。従って、ステータ１は、各層に配置されたコイルエンドプレートとコイルセグメントとを容易に接続することができ、組み立て性を向上させることができる。
【００６３】
以上のような構成を有するコイルセグメント２１，２２，２３は、ステータコア１０の一方の端面側から、当該ステータコア１０の異なる２つのスロット１１に挿入される。より具体的には、コイルセグメント２１，２２，２３は、図５（ａ）に示すように、それぞれの脚部をステータコア１０の径方向に所定の順序で重ねた状態で、図７に示すように、ステータコア１０のスロット１１内に収容される。そして、当該スロット１１に収容されたコイルセグメント２１，２２，２３の一対の脚部の端部は、ステータコア１０の他方の端面側において、締結部材３１（後記する図９（ｂ）参照）によって、コイルエンドプレート２４，２５，２６の一対の第２延出部（後記する図１０参照）と電気的に接続される。なお、締結部材３１によって締結するのではなく、かしめ、溶接、ロウ付け等により固定されてもよい。
【００６４】
なお、コイルセグメント２１，２２，２３の一対の脚部は、図５（ａ）に示すように、ステータコア１０の径方向に所定の順序で重ねられた場合、図５（ｂ）に示すように、それぞれが異なる断面形状となるように形成される。また、コイルセグメント２１，２２，２３の一対の脚部は、具体的には図５に示すように、それぞれの断面積は同じで、ステータコア１０の外径側に収容されるものほど幅が大きくなるような断面形状に形成される。そして、コイルセグメント２１，２２，２３の一対の脚部は、図５（ａ）に示すように、ステータコア１０の径方向に所定の順序で重ねられた場合、図５（ｂ）に示すように、ステータコア１０のスロット１１の断面形状（図２参照）と同一の断面形状となるとなるように形成される。これにより、実施形態に係るステータ１は、スロット１１の断面形状と、当該スロット１１に所定の順序で収容される複数のコイルセグメント２１，２２，２３の組み合わせの断面形状と、を同じものとすることができ、内径から径方向に幅が広くなるテーパ形状となるため、平行な幅のものと比較して、スロット１１内に収容されるコイルセグメントをより確実に保持することができる。但し、コイルセグメント２１，２２，２３の一対の脚部は、前記したようにスロット１１が一定の幅で形成された場合は、当該スロット１１の断面形状に合わせて、一定の幅で形成されてもよい。
【００６５】
コイルセグメント２１，２２，２３の一対の脚部は、図５（ｂ）に示すように、当該一方または他方の脚部がステータコア１０の径方向にずれた状態でステータコア１０のスロット１１にそれぞれ収容される。例えば、図５（ｂ）に示すように、コイルセグメント２１の一方の脚部２１ａがスロット１１の最も外径側の位置に収容された場合、これに対応する他方の脚部２１ｂは、図５（ｂ）に示すように、内径側に一つずらしたスロット１１の真ん中の位置に収容される。また、残りのコイルセグメント２２，２３についても同様に、一方の脚部２１ａと他方の脚部２１ｂとが径方向にずれた位置に収容される。
【００６６】
ステータコア１０のスロット１１内には、図５（ａ）に示すように、コイルセグメント２１，２２，２３がステータコア１０の径方向に３つずつ収容される。ステータコア１０の一つのスロット１１に収容されるコイルセグメント２１，２２，２３の数は、コイルターンの数（コイルループのターン数）に対応している。ここで、実施形態に係るステータ１は、後記するように、ステータコア１０の径方向にコイルターンを３ターン形成するため（後記する図２０参照）、ステータコア１０の径方向に収容されるコイルセグメント２１，２２，２３の数は、図５（ａ）に示すように３つとなる。
【００６７】
また、ステータコア１０のスロット１１内に収容されたコイルセグメント２１，２２，２３には、図８に示すように、外部から供給された各相の電流が流れる。すなわち、実施形態に係るステータ１のように外部から三相の電流が供給される場合、例えば最も左側のスロット１１に収容されたコイルセグメント（の脚部２１ａ，２２ａ，２３ｂ）と、最も右側のスロット１１に収容されたコイルセグメント（の脚部２３ａ，２１ｂ，２２ｂ）とには、Ｕ相の電流が流れることになる。また、左から２番目のスロット１１に収容されたコイルセグメント（の脚部２１ａ，２２ａ，２３ｂ）と、左から３番目のスロット１１に収容されたコイルセグメント（の脚部２３ａ，２１ｂ，２２ｂ）とには、Ｖ相の電流が流れることになる。そして、左から４番目のスロット１１に収容されたコイルセグメント（の脚部２１ａ，２２ａ，２３ｂ）と、左から５番目のスロット１１に収容されたコイルセグメント（の脚部２３ａ，２１ｂ，２２ｂ）とには、Ｗ相の電流が流れることになる。
【００６８】
また、図示は省略したが、図８に示す最も左側のスロット１１と最も右側のスロット１１の両隣（左右）に位置するスロットに収容されたコイルセグメントには、ともにＵ相の電流が流れる。従って、ステータコア１０のスロット１１に収容されたコイルセグメント２１，２２，２３には、回転電機の回転軸Ｘ回りに、Ｕ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｗ相、Ｕ相、Ｕ相、・・・というように、三相の電流が２列ずつ流れることになる。なお、既に図４で説明したように、図８に示す最も左側のスロット１１に収容されたコイルセグメント２１，２２と、図８に示す最も左側のスロット１１に収容されたコイルセグメント２１，２２とは、同一のコイルセグメントである。
【００６９】
［コイルエンドプレート２４，２５，２６の構成］
以下、ステータコイル２０の一部を構成するコイルエンドプレート２４，２５，２６について、詳細に説明する。
【００７０】
コイルエンドプレート２４，２５，２６は、図９に示すように、ステータコイル２０におけるコイルエンド部材であり、ステータコア１０の他方の端面側において、コイルセグメント２１，２２，２３に流れた電流を別のコイルセグメント２１，２２，２３へと渡すためのものである。コイルエンドプレート２４，２５，２６は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等からなる導電性の板状部材で構成される。但し、コイルエンドプレート２４，２５，２６の素材は、導電性および成形性に優れた素材であれば特に限定されない。
【００７１】
コイルエンドプレート２４は、具体的には図１０（ａ）に示すように、平板状に形成されたプレート部２４ａと、プレート部２４ａの一端側から延出する一対の延出部２４ｂ，２４ｃと、を有している。また、延出部２４ｂ，２４ｃは、より具体的には図１０（ａ）に示すように、プレート部２４ａの一端側から延出された一対の第１延出部２４ｂ１，２４ｃ１と、当該一対の第１延出部２４ｂ１，２４ｃ１の一端側からそれぞれ延出された一対の第２延出部２４ｂ２，２４ｃ２と、を有している。また、第２延出部２４ｂ２，２４ｃ２には、当該コイルエンドプレート２４とコイルセグメント２１，２２，２３とが接続される際に、例えば、図１０（ｂ）に示す締結部材３１が挿入される孔部が貫通して形成されている。なお、上記例では、コイルエンドプレート２４に締結部材３１による締結のための孔部が形成されているが、溶接等の方法によって接合する場合は、孔部は形成されていなくてもよい。
【００７２】
コイルエンドプレート２５は、具体的には図１０（ｂ）に示すように、平板状に形成されたプレート部２５ａと、プレート部２５ａの一端側から延出する一対の延出部２５ｂ，２５ｃと、を有している。また、延出部２５ｂ，２５ｃは、より具体的には図１０（ｂ）に示すように、プレート部２５ａの一端側から延出された一対の第１延出部２５ｂ１，２５ｃ１と、当該一対の第１延出部２５ｂ１，２５ｃ１の一端側からそれぞれ延出された一対の第２延出部２５ｂ２，２５ｃ２と、を有している。また、第２延出部２５ｂ２，２５ｃ２には、当該コイルエンドプレート２５とコイルセグメント２１，２２，２３とが接続される際に、例えば、図９（ｂ）に示す締結部材３１が挿入される孔部が貫通して形成されている。なお、上記例では、コイルエンドプレート２５に締結部材３１による締結のための孔部が形成されているが、溶接等の方法によって接合する場合は、孔部は形成されていなくてもよい。
【００７３】
コイルエンドプレート２６は、具体的には図１０（ｃ）に示すように、平板状に形成されたプレート部２６ａと、プレート部２６ａの一端側から延出する一対の延出部２６ｂ，２６ｃと、を有している。また、延出部２６ｂ，２６ｃは、より具体的には図１０（ｃ）に示すように、プレート部２６ａの一端側から延出された一対の第１延出部２６ｂ１，２６ｃ１と、当該一対の第１延出部２６ｂ１，２６ｃ１の一端側からそれぞれ延出された一対の第２延出部２６ｂ２，２６ｃ２と、を有している。また、第２延出部２６ｂ２，２６ｃ２には、当該コイルエンドプレート２６とコイルセグメント２１，２２，２３とが接続される際に、例えば、図９（ｂ）に示す締結部材３１が挿入される孔部が貫通して形成されている。なお、上記例では、コイルエンドプレート２６に締結部材３１による締結のための孔部が形成されているが、溶接等の方法によって接合する場合は、孔部は形成されていなくてもよい。
【００７４】
コイルエンドプレート２４，２５，２６のプレート部は、図９および図１０に示すように、コイルエンドプレート２４，２５，２６がステータコア１０の端面上に配置された場合において、当該ステータコア１０の周方向に延出するように形成される。すなわち、コイルエンドプレート２４，２５，２６は、図９に示すように、ステータコア１０の端面の形状に合わせて湾曲して形成される。
【００７５】
また、コイルエンドプレート２４，２５，２６のプレート部は、平面視した場合に、それぞれ同一の面積となるように形成される。そのため、コイルエンドプレート２４，２５，２６のプレート部は、図１１（ａ）に示すようにコイルエンドプレート２４，２５，２６を回転電機の回転軸Ｘ方向にこの順番で重ね、図１１（ｂ）に示すようにこれを平面視すると、同じ位置に重なるように配置されることになる。すなわち、コイルエンドプレート２４，２５，２６を重ねると、図１１（ｂ）に示すように、最も上に配置されたプレート部２４ａのみが露出し、他のプレート部２５ａ，２６ａは露出しない状態となる。
【００７６】
コイルエンドプレート２４，２５，２６の一対の延出部は、図９および図１０に示すように、コイルエンドプレート２４，２５，２６がステータコア１０の端面上に配置された場合において、当該ステータコア１０の一端側からＬ字状に延出するように形成される。また、コイルエンドプレート２４，２５，２６の一対の延出部は、図１０および図１１に示すように、コイルエンドプレート２４，２５，２６のプレート部の厚さよりも厚く形成される。これにより、実施形態に係るステータ１は、コイルエンドプレートを薄型化した場合であっても、コイルループを形成する部材の断面抵抗値を均一とすることができる。
【００７７】
コイルエンドプレート２４，２５，２６の一対の第１延出部は、図９および図１０に示すように、コイルエンドプレート２４，２５，２６がステータコア１０の端面上に配置された場合において、当該ステータコア１０の径方向に延出するように形成される。また、同様に、コイルエンドプレート２４，２５，２６の一対の第２延出部は、図９および図１０に示すように、ステータコア１０の周方向に、それぞれ同じ向きとなる方向に延出するように形成される。これにより、実施形態に係るステータ１は、コイルエンドプレート２４，２５，２６の一対の第１延出部の延出方向と、一対の第２延出部の延出方向と、が直交しているとともに、コイルエンドプレート２４，２５，２６の一対の第２延出部の延出方向が揃っている。そのため、複数のコイルエンドプレートを回転電機の回転軸方向に重ねた際に、コイルエンドプレート２４，２５，２６の第２延出部が他のコイルエンドプレートの第１延出部と重ならない状態となる。従って、ステータ１は、コイルセグメント２１，２２，２３を用いることでコイルの占積率を高めることができるとともに、コイルエンドプレート２４，２５，２６を用いることで、ステータコア１０の他方の端面上におけるコイルの渡り部分の体積を低減することができ、かつ、コイルエンドプレート２４，２５，２６を積層する際に締結部材３１の締結のためのスペースを確保することができる。また、ステータ１は、コイルエンドプレート２４，２５，２６の第２延出部を同じ方向に延出させることで、当該コイルエンドプレート２４，２５，２６を規則正しく積層することができる。
【００７８】
コイルエンドプレート２４，２５，２６の一対の延出部は、図１０に示すように、互いに所定の間隔を開けて、プレート部２４ａ，２４ｂ，２４ｃの一端側から延出する。これにより、コイルエンドプレート２４，２５，２６の一対の延出部は、後記するように、ステータコア１０の異なる２つのスロット１１にそれぞれ収容されたコイルセグメント２１，２２，２３の一対の脚部と電気的に接続される（後記する図１９参照）。
【００７９】
コイルエンドプレート２４，２５，２６の一対の延出部のそれぞれの間隔は、全て同じ間隔となるように形成される。また、コイルエンドプレート２４，２５，２６の一対の延出部の間隔は、具体的には前記したコイルセグメント２１，２２の一対の脚部のそれぞれの開脚間隔とほぼ同じ間隔となるように形成される。これにより、コイルエンドプレート２４，２５，２６は、後記するように、対応するコイルセグメント２１，２２とともにコイルターンを形成する（後記する図１９参照）。
【００８０】
コイルエンドプレート２４，２５，２６は、図１０に示すように、延出部２４ｂ，２４ｃ，２５ｂ，２５ｃ，２６ｂ，２６ｃの長さが異なる。すなわち、延出部２４ｂ，２４ｃ，２５ｂ，２５ｃ，２６ｂ，２６ｃは、図９および図１０に示すように、コイルエンドプレート２４，２５，２６がステータコア１０の端面上に配置された場合において、当該ステータコア１０の径方向に異なる長さとなるように形成される。図１０に示すような延出部の形状が異なる形状違いのコイルエンドプレートは、ステータコイル２０によってステータコア１０の径方向に形成するコイルターンの数（コイルループのターン数）に対応している。
【００８１】
ここで、実施形態に係るステータ１は、後記するように、ステータコア１０のスロット１１に３つのコイルセグメントを収容し、ステータコア１０の径方向にコイルターンを３ターン形成する（後記する図１９参照）。従って、本実施形態に係るステータ１は、図１０に示すように、延出部の形状が異なる形状違いのコイルエンドプレートを３つ用いる。これにより、実施形態に係るステータ１は、コイルターンの数（コイルループのターン数）と同じ数だけ延出部の長さが異なるコイルエンドプレート２４，２５，２６を用いるため、コイルターンの数に関わらずコイルエンドプレート２４，２５，２６の延出部（第２延出部）が他のコイルエンドプレート２４，２５，２６の延出部と重ならない状態となる。従って、コイルセグメント２１，２２，２３を用いることでコイルの占積率を高めることができるとともに、コイルエンドプレート２４，２５，２６を用いることで、ステータコア１０の他方の端面上におけるコイルの渡り部分の体積を低減することができ、かつ、コイルエンドプレート２４，２５，２６を積層する際に、コイルターンの数に関わらず締結部材３１の締結のためのスペースを確保することができる。
【００８２】
なお、コイルエンドプレート２４，２５，２６の一対の第１延出部は、前記したように、それぞれ異なる長さで形成されているため、例えば図１１（ａ）に示すようにコイルエンドプレート２４，２５，２６を回転電機の回転軸Ｘ方向にこの順番で重ね、図１１（ｂ）に示すようにこれを平面視すると、一部が重なるように配置される。一方、コイルエンドプレート２４，２５，２６の一対の第２延出部は、図１１（ｂ）に示すようにこれを平面視すると、それぞれが重ならないように配置され、全て外部に露出した状態となる。
【００８３】
以上のような構成を備えるコイルエンドプレート２４，２５，２６は、図１２に示すように、コイルセグメント２１，２２，２３の曲折部が表出するステータコア１０の一方の端面側とは逆の、他方の端面側に配置される。また、ステータコア１０の他方の端面側に配置されたコイルエンドプレート２４，２５，２６は、図１２に示すように、回転電機の回転軸Ｘ方向に複数積層される。そして、当該ステータコア１０の他方の端面上に積層されたコイルエンドプレート２４，２５，２６の一対の延出部は、締結部材３１（図９（ｂ）参照）によって、コイルセグメント２１，２２，２３の一対の脚部の端部（図４参照）と電気的に接続される。なお、締結部材３１によって締結するのではなく、かしめ、溶接、ロウ付け等により固定されてもよい。
【００８４】
ステータコア１０の他方の端面上におけるコイルエンドプレート２４，２５，２６の積層数は、コイルターンの数（コイルループのターン数）と電流の相数とを乗じた数となる。ここで、実施形態に係るステータ１は、コイルターンの数が３ターンであり、電流の相数が三相であるため、図１２に示すように、コイルエンドプレート２４，２５，２６の積層数は合計で９層となる。
【００８５】
ステータコア１０の他方の端面上には、当該ステータコア１０の周方向に、全て同種のコイルエンドプレートが配置される。すなわち、前記したように、ステータコア１０の端面上に９層のコイルエンドプレートが積層された場合、例えば図１２に示すように、下から１層目〜３層目はコイルエンドプレート２６、４層目〜６層目はコイルエンドプレート２５、７層目〜９層目はコイルエンドプレート２４、というように、層ごとに同じ形状（種類）のコイルエンドプレートが配置される。
【００８６】
また、コイルエンドプレートは、前記したように、コイルエンドプレート２４、コイルエンドプレート２５、コイルエンドプレート２６、の順に一対の延出部（第１延出部）が長く形成されているため（図１０参照）、図１２に示すような順番で積層すると、当該一対の延出部がステータコア１０の径方向にずれるように配置され、下層に行くほど一対の延出部が（ステータコア１０の径方向に）長いコイルエンドプレートが配置されることになる。言い換えれば、コイルエンドプレート２４，２５，２６は、図１２に示すように、ステータコア１０の端面上に積層され、当該層ごとに、一対の延出部がステータコア１０の径方向にずれるように、階段状（すり鉢状）に積層される。これにより、実施形態に係るステータ１は、層ごとに一対の延出部がステータコア１０の径方向にずれているため、コイルエンドプレート２４，２５，２６の延出部（第２延出部）が他のコイルエンドプレート２４，２５，２６の延出部と重ならない状態となる。従って、コイルエンドセグメント２１，２２，２３を用いることでコイルの占積率を高めることができるとともに、コイルエンドプレート２４，２５，２６を用いることで、ステータコア１０の他方の端面上におけるコイルの渡り部分の体積を低減することができ、かつ、コイルエンドプレート２４，２５，２６を積層する際に締結部材の締結のためのスペースを確保することができる。
【００８７】
また、実施形態に係るステータ１は、図１２に示すように、コイルエンド部材として板状のコイルエンドプレート２４，２５，２６を積層しているため、コイルエンド部分の高さｈを最小限に抑えることができる。そして、ステータ１は、コイルエンドプレート２４，２５，２６が階段状に積層されるため、コイルエンドプレート２４，２５，２６に電流が流れることで生じた熱がステータコア１０に伝熱しやすくなり、冷却効率が向上する。
【００８８】
ここで、ステータコア１０の他方の端面上に積層されたコイルエンドプレート２４，２５，２６には、層ごとに同相の電流が流れる。すなわち、前記したように、ステータコア１０の端面上に９層のコイルエンドプレートが積層された場合、例えば図１２に示すように、下から１層目はＶ相、２層目はＵ相、３層目はＷ相、４層目はＵ相、５層目はＷ相、６層目はＶ相、７層目はＷ相、８層目はＶ相、９層目はＵ相、というように、層ごとに同相の電流が流れるコイルの抵抗値を合わせるために、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を上記のように配置し、かつ、コイルセグメントの長さを相ごとに同等となるようにしている。なお、図１２において、サンド（砂状）ハッチングで示したものがＵ相の電流が流れるコイルエンドプレート２４，２５，２６、クロス（交差斜線状）ハッチングで示したものがＶ相の電流が流れるコイルエンドプレート２４，２５，２６、ドット（粒状）ハッチングで示したものがＷ相の電流が流れるコイルエンドプレート２４，２５，２６である。
【００８９】
コイルエンドプレート２４，２５，２６は、図１３に示すように、ステータ１を他方の端面側（上方）から平面視すると、ステータコア１０の周方向に、層ごとに円環状となるように複数配置される。また、前記したように、ステータコア１０の他方の端面上には、コイルエンドプレート２４，２５，２６が階段状に積層されるため（図１２参照）、図１３に示すように、コイルエンドプレート２４，２５，２６の延出部は、下層に配置されるものほど半径が小さくなるように円環状に配置される。これにより、実施形態に係るステータ１は、図１３に示すように、コイルエンドプレート２４，２５，２６の一対の第２延出部（孔部）が露出した状態でステータコア１０の他方の端面上にコイルエンドプレート２４，２５，２６を積層することができる。従って、コイルセグメント２１，２２，２３を用いることでコイルの占積率を高めることができるとともに、コイルエンドプレート２４，２５，２６を用いることで、ステータコア１０の他方の端面上におけるコイルの渡り部分の体積を低減することができ、かつ、コイルエンドプレート２４，２５，２６を積層する際に締結部材３１の締結のためのスペースを確保することができる。
【００９０】
また、実施形態に係るステータ１は、図１３に示すように、ステータ１におけるコイルターンを形成する全てのコイルエンドプレート２４，２５，２６の一対の第２延出部（孔部）が外部から容易に視認できる。従って、組み立て時において、締結部材３１による締結作業を容易に行うことができるとともに、例えばコイルターンの数や、コイルエンドプレート２４，２５，２６の位置等を容易に変更することができ、組み立て性とメンテナンス性にも優れている。
【００９１】
ここで、ステータコア１０の他方の端面上において、当該ステータコア１０の周方向に配置されたコイルエンドプレート２４，２５，２６には、一つおきに同方向の電流が流れる。すなわち、前記したように、ステータコア１０の端面上にコイルエンドプレート２４，２５，２６が円環状に配置された場合、例えば図１３に示すように、最上層のコイルエンドプレート２４Ｒのそれぞれには、回転電機の回転軸Ｘを中心とした右回りの電流Ｉ１が流れ、最上層のコイルエンドプレート２４Ｌのそれぞれには、回転電機の回転軸Ｘを中心とした左回りの電流Ｉ２が流れる。また、その下に積層されているその他のコイルエンドプレート２４，２５，２６も同様である。このように、実施形態に係るステータ１は、互いに隣接するコイルエンドプレート２４，２５，２６には逆方向の電流が流れる。なお、図１３において、サンド（砂状）ハッチングで示したものがＵ相の電流が流れるコイルエンドプレート２４，２５，２６、クロス（交差斜線状）ハッチングで示したものがＶ相の電流が流れるコイルエンドプレート２４，２５，２６、ドット（粒状）ハッチングで示したものがＷ相の電流が流れるコイルエンドプレート２４，２５，２６である。
【００９２】
［ステータコイル２０の残りの構成］
以下、ステータコイル２０の残りの構成について、詳細に説明する。ステータコイル２０は、図１４に示すように、これまで説明したコイルセグメントとコイルエンドプレートの他に、左右反転コイルセグメント２７と、電源供給コイルセグメント２８と、中点短絡コイルエンドプレート２９と、中点連結コイルセグメント３０と、を備えている。
【００９３】
左右反転コイルセグメント２７は、図１４に示すように、コイルセグメント２１，２２，２３に流れる電流の方向を反転させるものである。左右反転コイルセグメント２７は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等からなる導電性の棒状部材で構成され、図１４に示すように、当該棒状部材がほぼＵ字状に折り曲げられた形状を呈している。但し、左右反転コイルセグメント２７の素材は、導電性および成形性に優れた素材であれば特に限定されない。
【００９４】
なお、電流の方向を反転させるとは、具体的には、ステータコイル２０によって形成されるコイルループの方向を変えることを意味する。すなわち、実施形態に係るステータ１は、後記するように、コイルセグメント２１，２２，２３とコイルエンドプレート２４，２５，２６とによって、コイルターンをステータコア１０の径方向および周方向に形成することで、回転電機の回転軸Ｘを中心とした右回りのコイルループと、左回りのコイルループと、の２つのコイルループを形成する（後記する図２０参照）。そして、左右反転コイルセグメント２７は、右回りのコイルループの終点を形成するコイルエンドプレートと、左回りのコイルループの始点を形成するコイルエンドプレートと、に電気的に接続されることで、右回りと左回りのコイルループを切り換える。なお、ステータ１に形成されるコイルループの詳細については後記する（後記する図２０参照）。
【００９５】
左右反転コイルセグメント２７は、具体的には図１５に示すように、直線状に形成された一対の脚部２７ａ，２７ｂと、一方の（第一の）脚部２７ａと他方の（第二の）脚部２７ｂとの間に連続して形成された湾曲状の曲折部２７ｃと、を有している。この曲折部２７ｃは、図１４に示すように、左右反転コイルセグメント２７がステータコア１０のスロット１１に収容された状態において、当該ステータコア１０の一方の端面側に表出する。また、一対の脚部２７ａ，２７ｂのそれぞれの端部２７ｄ，２７ｅには、当該左右反転コイルセグメント２７とコイルエンドプレート２４，２５，２６とが接続される際に、例えば、締結部材３１（図９（ｂ）参照）が挿入される、図示しない所定深さの孔部が形成されている。なお、上記例では、左右反転コイルセグメント２７に締結部材３１による締結のための孔部が形成されているが、溶接等の方法によって接合する場合は、孔部は形成されていなくてもよい。
【００９６】
ここで、左右反転コイルセグメント２７の曲折部２７ｃは、より具体的には図１５に示すように、第１曲折部２７ｃ１と、第２曲折部２７ｃ２と、を有している。第１曲折部２７ｃ１は、図１５に示すように、他方の脚部２７ｂから連続して形成された第１の曲折部分であり、第２曲折部２７ｃ２は、図１５に示すように、第１曲折部２７ｃ１から一方の脚部２７ａまで連続して形成された第２の曲折部分である。
【００９７】
平面視すると、第１曲折部２７ｃ１は、ステータコア１０の内径側に向かって湾曲するように形成され、第２曲折部２７ｃ２は、異なるスロット１１におけるステータコア１０の内径側に湾曲するように形成される。そして、第１曲折部２７ｃ１の一方の側面（ステータコア１０の内径側に位置する側面）の形状は、ステータコア１０の内径内に収まるように形成され、第２曲折部２７ｃ２の一方の側面の形状は、異なるスロット１１に収容されるコイルセグメント２２の第２曲折部２２ｃ２の他方の側面（ステータコア１０の外径側に位置する側面）の形状に沿うように形成される。また、第１曲折部２７ｃ１の他方の側面の形状は、異なるスロット１１に収容されるコイルセグメント２２の第１曲折部２２ｃ１の一方の側面の形状に沿うように形成され、第２曲折部２７ｃ２の他方の側面の形状は、ステータコア１０の外径側に収まるように形成される（図１参照）。
【００９８】
第１曲折部２７ｃ１および第２曲折部２７ｃ２は、正面視すると、ステータコア１０の一方の端面側（上側）に向かって湾曲するように形成される。そして、第１曲折部２７ｃ１の下面（ステータコア１０の他方の側面側に位置する面）の形状は、異なるスロット１１に収容されるコイルセグメント２２の第１曲折部２２ｃ１の上面（ステータコア１０の一方の側面側に位置する面）の形状に沿うように形成され、第２曲折部２７ｃ２の下面の形状は、異なるスロット１１に収容されるコイルセグメント２２の第２曲折部２２ｃ２の上面の形状に沿うように形成される。また、第２曲折部２７ｃ２の上面の形状は、異なるスロット１１に収容されるコイルセグメント２２の第２曲折部２２ｃ２の下面の形状に沿うように形成される（図１参照）。
【００９９】
このように、第１曲折部２７ｃ１の下面と、第２曲折部の下面および上面には、異なるスロット１１に収容されるコイルセグメント２２の第１曲折部および第２曲折部が、当該第１曲折部２７ｃ１および第２曲折部２７ｃ２の湾曲部分に沿って隙間なく配置されることになる。以上のような構成を備える曲折部２７ｃを備える左右反転コイルセグメント２７は、異なるスロット１１に配置されたコイルセグメント２２を径方向と回転軸Ｘ方向とに隣接させて、無駄なく配置することができる。
【０１００】
左右反転コイルセグメント２７は、図１５に示すように、所定の間隔を開けて開脚した形状に形成される。これにより、左右反転コイルセグメント２７の一対の脚部は、図１４に示すように、ステータコア１０の異なる２つのスロット１１にそれぞれ収容される。
【０１０１】
左右反転コイルセグメント２７の一対の脚部の間隔は、具体的には図１４に示すように、ステータコア１０のスロット１１に一方の脚部２７ａを収容する場合において、他方の脚部２７ｂが、一方の脚部２７ａを収容するスロット１１の６つ隣（ステータコア１０の周方向における６つ隣）のスロット１１に収容されるような間隔に形成される。但し、左右反転コイルセグメント２７の一対の脚部のそれぞれの開脚間隔は特に限定されず、外部から供給される電流の相数に対応して適宜変更することができる。なお、左右反転コイルセグメント２７の一対の脚部の間隔がコイルセグメント２１，２２の一対の脚部の間隔よりは広く、コイルセグメント２３の一対の脚部の間隔よりも狭いのは、隣接するコイルループを形成するコイルエンドプレート２４，２５，２６と接続することで、電流の方向を反転させるためである。
【０１０２】
なお、図示は省略したが、左右反転コイルセグメント２７も前記したコイルセグメント２１，２２，２３と同様に、外部から供給される電流の相数に対応して、一対の脚部の長さが異なる長さ違いのものを３種類用いる。これにより、実施形態に係るステータ１は、外部から複数の相の電流が供給される場合において、当該電流の相数に対応してステータコア１０の他方の端面側に積層されるコイルエンドプレート２４，２５，２６の積層数が増加し、ステータコア１０を挟んで、左右反転コイルセグメント２７とコイルエンドプレート２４，２５，２６との距離が拡大する場合であっても、当該拡大する距離に応じて左右反転コイルセグメント２７の脚部の長さを調整することができる。従って、ステータ１は、各層に配置されたコイルエンドプレートと左右反転コイルセグメント２７とを容易に接続することができ、組み立て性を向上させることができる。
【０１０３】
以上のような構成を有する左右反転コイルセグメント２７は、図１４に示すように、ステータコア１０の一方の端面側から、当該ステータコア１０の異なる２つのスロット１１に挿入される。より具体的には、左右反転コイルセグメント２７は、その一対の脚部のいずれかと、コイルセグメント２１，２２，２３の一対の脚部のいずれか２つと、をステータコア１０の径方向に所定の順序で重ねた状態で、ステータコア１０のスロット１１内に収容される。そして、当該スロット１１に収容された左右反転コイルセグメント２７およびコイルセグメント２１，２２，２３のそれぞれの脚部の端部は、ステータコア１０の他方の端面側において、締結部材３１（図９（ｂ）参照）によって、コイルエンドプレート２４，２５，２６の一対の第２延出部（図１０参照）と電気的に接続される。なお、締結部材３１によって締結するのではなく、かしめ、溶接、ロウ付け等により固定されてもよい。
【０１０４】
電源供給コイルセグメント２８は、図１４に示すように、コイルセグメント２１，２２，２３および左右反転コイルセグメント２７に外部電源からの電流を供給するものである。電源供給コイルセグメント２８は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等からなる導電性の棒状部材で構成され、図１４に示すように、一部が曲折した直線状の形状を呈している。但し、電源供給コイルセグメント２８の素材は、導電性および成形性に優れた素材であれば特に限定されない。
【０１０５】
電源供給コイルセグメント２８は、具体的には図１６に示すように、直線状に形成された一対の脚部２８ａ，２８ｂと、一方の（第一の）脚部２８ａと他方の（第二の）脚部２８ｂとの間に連続して形成された湾曲状の曲折部２８ｃと、を有している。この曲折部２８ｃは、図１４に示すように、電源供給コイルセグメント２８がステータコア１０のスロット１１に収容された状態において、当該ステータコア１０の一方の端面側に表出する。また、曲折部２８ｃは、隣り合うスロット１１に収容されるコイルセグメントの曲折部の形状に沿うように形成され、ステータコア１０の一方の端面側に表出できるように形成されている（図１参照）。また、一対の脚部２８ａの端部２８ｄには、当該電源供給コイルセグメント２８とコイルエンドプレート２４，２５，２６とが接続される際に、例えば、締結部材３１（図９（ｂ）参照）が挿入される、図示しない所定深さの孔部が形成されている。なお、上記例では、電源供給コイルセグメント２８に締結部材３１による締結のための孔部が形成されているが、溶接等の方法によって接合する場合は、孔部は形成されていなくてもよい。
【０１０６】
なお、図示は省略したが、電源供給コイルセグメント２８も前記したコイルセグメント２１，２２，２３と同様に、外部から供給される電流の相数に対応して、一対の脚部の長さが異なる長さ違いのものを３種類用いる。これにより、実施形態に係るステータ１は、外部から複数の相の電流が供給される場合において、当該電流の相数に対応してステータコア１０の他方の端面側に積層されるコイルエンドプレート２４，２５，２６の積層数が増加し、ステータコア１０を挟んで、電源供給コイルセグメント２８とコイルエンドプレート２４，２５，２６との距離が拡大する場合であっても、当該拡大する距離に応じて電源供給コイルセグメント２８の脚部の長さを調整することができる。従って、ステータ１は、各層に配置されたコイルエンドプレートと電源供給コイルセグメント２８とを容易に接続することができ、組み立て性を向上させることができる。
【０１０７】
以上のような構成を有する電源供給コイルセグメント２８は、図１４に示すように、ステータコア１０の一方の端面側から、当該ステータコア１０のスロット１１に挿入される。より具体的には、電源供給コイルセグメント２８は、その一方の脚部２８ａと、コイルセグメント２１，２２，２３の一対の脚部のいずれか２つと、をステータコア１０の径方向に所定の順序で重ねた状態で、ステータコア１０のスロット１１内に収容される。そして、当該スロット１１に収容された電源供給コイルセグメント２８およびコイルセグメント２１，２２，２３のそれぞれの脚部の端部は、ステータコア１０の他方の端面側において、締結部材３１（図９（ｂ）参照）によって、コイルエンドプレート２４，２５，２６の一対の第２延出部（図１０参照）と電気的に接続される。また、電源供給コイルセグメント２８の他方の脚部２８ｂは、図１４に示すように、ステータコア１０の一方の端部側に表出し、その端部が外部の電源と接続される。なお、電源供給コイルセグメント２８およびコイルセグメント２１，２２，２３のそれぞれの脚部の端部は、締結部材３１によって締結されるのではなく、かしめ、溶接、ロウ付け等により固定されてもよい。
【０１０８】
中点短絡コイルエンドプレート２９は、図１４に示すように、外部からコイルセグメント群およびコイルエンドプレート群に供給された複数の相の電流を中点で短絡させるものである。中点短絡コイルエンドプレート２９は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等からなる導電性の板状部材で構成され、図１４に示すように、三又状の形状を呈している。但し、中点短絡コイルエンドプレート２９の素材は、導電性および成形性に優れた素材であれば特に限定されない。
【０１０９】
中点短絡コイルエンドプレート２９は、具体的には図１７に示すように、平板状に形成されたプレート部２９ａと、プレート部２９ａの一端側から延出する３つの延出部２９ｂ，２９ｃ，２９ｄと、を有している。また、この延出部２９ｂ，２９ｃ，２９ｄには、図１７に示すように、当該中点短絡コイルエンドプレート２９と中点連結コイルセグメント３０とが接続される際に、締結部材（図９（ｂ）参照）が挿入される孔部が貫通して形成されている。なお、中点短絡コイルエンドプレート２９と中点連結コイルセグメント３０とは一体で形成することもできる。
【０１１０】
中点短絡コイルエンドプレート２９のプレート部は、図１４および図１７に示すように、中点短絡コイルエンドプレート２９がステータコア１０の端面上に配置された場合において、当該ステータコア１０の周方向に延出するように、ステータコア１０の端面の形状に沿って湾曲して形成される。
【０１１１】
中点短絡コイルエンドプレート２９の延出部は、図１４および図１７に示すように、中点短絡コイルエンドプレート２９がステータコア１０の端面上に配置された場合において、当該ステータコア１０の径方向に延出するように形成される。また、中点短絡コイルエンドプレート２９の延出部は、図１７に示すように、プレート部２９ａの一端側から複数（ここでは３つ）延出する。この中点短絡コイルエンドプレート２９の延出部の数は、外部から供給される電流の相数に対応しており、実施形態に係るステータ１のように、外部から三相の電流が供給される場合は、３つの延出部を有する中点短絡コイルエンドプレート２９を用いる。
【０１１２】
中点短絡コイルエンドプレート２９の延出部は、図１７に示すように、互いに所定の間隔を開けて、プレート部２９ａの一端側から延出する。これにより、中点短絡コイルエンドプレート２９の延出部は、図１４に示すように、ステータコア１０の異なる３つのスロット１１にそれぞれ収容された中点連結コイルセグメント３０の脚部と電気的に接続される。
【０１１３】
中点短絡コイルエンドプレート２９の延出部の間隔は、具体的には図１４に示すように、ステータ１の一方の端面上に中点短絡コイルエンドプレート２９を配置した場合において、それぞれの延出部２９ｂ，２９ｃ，２９ｄの間に、スロット１１が１つ位置するような間隔となるように形成される。
【０１１４】
以上のような構成を備える中点短絡コイルエンドプレート２９は、図１４に示すように、コイルセグメント２１，２２，２３の曲折部が表出するステータコア１０の一方の端面側に配置される。そして、ステータコア１０の端面上に配置された中点短絡コイルエンドプレート２９の延出部は、締結部材３１（図９（ｂ）参照）によって、ステータ１のスロット１１内に収容された中点連結コイルセグメント３０の脚部の端部（後記する図１８参照）と電気的に接続される。この中点連結コイルセグメント３０は、ステータ１に形成された複数のコイルループのうちの最後のコイルループを形成するコイルエンドプレート２４，２５，２６と電気的に接続されている。従って、中点短絡コイルエンドプレート２９は、当該中点連結コイルセグメント３０を介して、最後のコイルループを形成するコイルエンドプレート２４と電気的に接続されていることになる。なお、中点コイルエンドプレート２９の延出部は、締結部材３１によって締結されるのではなく、かしめ、溶接、ロウ付け等により固定されてもよい。
【０１１５】
中点連結コイルセグメント３０は、図１４に示すように、中点短絡コイルエンドプレート２９とコイルエンドプレート２４とを電気的に接続するものである。中点連結コイルセグメント３０は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等からなる導電性の棒状部材で構成され、図１４に示すように、直線状の形状を呈している。但し、中点連結コイルセグメント３０の素材は、導電性および成形性に優れた素材であれば特に限定されない。
【０１１６】
中点連結コイルセグメント３０は、図１８に示すように、直線状に形成され、一方の（第一の）脚部３０ａおよび他方の（第二の）脚部３０ｂのそれぞれの端部には、当該中点連結コイルセグメント３０がコイルエンドプレート２４および中点短絡コイルエンドプレート２９と接続される際に、例えば、締結部材３１（図９（ｂ）参照）が挿入される所定深さの孔部が形成されている。なお、上記例では、中点連結コイルセグメント３０に締結部材３１による締結のための孔部が形成されているが、溶接等の方法によって接合する場合は、孔部は形成されていなくてもよい。
【０１１７】
なお、図示は省略したが、中点連結コイルセグメント３０も前記したコイルセグメント２１，２２，２３と同様に、外部から供給される電流の相数に対応して、一対の脚部の長さが異なる長さ違いの中点連結コイルセグメント３０を３種類用いる。これにより、実施形態に係るステータ１は、外部から複数の相の電流が供給される場合において、当該電流の相数に対応してステータコア１０の他方の端面側に積層されるコイルエンドプレート２４，２５，２６の積層数が増加し、ステータコア１０を挟んで、中点連結コイルセグメント３０とコイルエンドプレート２４，２５，２６との距離が拡大する場合であっても、当該拡大する距離に応じて中点連結コイルセグメント３０の脚部の長さを調整することができる。従って、ステータ１は、各層に配置されたコイルエンドプレートと中点連結コイルセグメント３０とを容易に接続することができ、組み立て性を向上させることができる。
【０１１８】
以上のような構成を有する中点連結コイルセグメント３０は、図１４に示すように、ステータコア１０のスロット１１に挿入される。そして、当該スロット１１に収容された中点連結コイルセグメント３０の一方の脚部３０ａの端部は、ステータコア１０の他方の端面側において、締結部材３１（図９（ｂ）参照）によって、ステータ１に形成された複数のコイルループのうちの最後のコイルループを形成するコイルエンドプレート２４の第２延出部（図１０参照）と電気的に接続される。また、中点連結コイルセグメント３０の他方の脚部３０ｂの端部は、図１４に示すように、ステータコア１０の一方の端面側において、締結部材３１（図９（ｂ）参照）によって、中点短絡コイルエンドプレート２９の延出部（図１７参照）と電気的に接続される。なお、中点連結コイルセグメント３０の一対の脚部３０ａ，３０ｂは、締結部材３１によって締結されるのではなく、かしめ、溶接、ロウ付け等により固定されてもよい。
【０１１９】
以上説明したような構成を備える実施形態に係るステータ１は、ステータコア１０のスロット１１に複数のコイルセグメント２１，２２，２３を収容し、かつ、板状のコイルエンドプレート２４，２５，２６を介して当該複数のコイルセグメント２１，２２，２３の端部同士を電気的に接続することで、コイルエンド部分を回転電機の回転軸Ｘ方向に延出させることなく、当該回転軸Ｘ回りのコイルループを容易に形成することができる
【０１２０】
そして、実施形態に係るステータ１は、Ｕ字状に連続して形成されたコイルセグメント２１，２２，２３とコイルエンドプレート２４，２５，２６の大きく分けて２種類の部材によってコイルループを形成するため、物理的接続が必要な部分を最小限に留めることができ、組み立て性を向上させることができる。また、ステータ１は、コイルエンド部材として板状のコイルエンドプレート２４，２５，２６を用いるため、ステータコア１０の端面上におけるコイルエンド部分の高さを抑えることができる。従って、剛性導体を用いたコイルループであっても、重ね巻きを成立させながらコイルエンド部分の容積を低減することができ、装置全体の小型化を図ることができる。
【０１２１】
［ステータ１の動作］
以下、実施形態に係るステータ１の動作、すなわち、ステータ１によって形成するコイルターンおよびコイルループの詳細について、図１９および図２０参照しながら詳細に説明する。
【０１２２】
まず、図１９を参照しながらコイルターンについて説明する。図１９は、互いに隣接するコイルセグメントおよびコイルエンドプレートによって形成される２つのコイルターンを示している。この２つのコイルターンは、図１９に示すように、右回りのコイルターン（図面左側）と、左回りのコイルターン（図面右側）とからなる。このような右回りと左回りのコイルターンは、図１９に示すように、ステータコア１０における同一のまたは異なるスロット１１に挿入されるコイルセグメント２１，２２，２３とこれに対応するコイルエンドプレート２４，２５，２６の組み合わせの数に対応して、ステータコア１０の径方向および周方向にそれぞれ複数形成される。そして、このようなステータコア１０の径方向および周方向に形成される複数のコイルターンのうち、図１９に示すように、ステータコア１０の周方向に隣接する電流経路には、それぞれ逆回転の方向に電流が流れている。
【０１２３】
右回りのコイルターンは、図１９に示すように、コイルセグメント２１Ｒ，２２Ｒ，２３Ｒと、コイルエンドプレート２４Ｒ，２５Ｒ，２６Ｒと、で構成される電流経路である。具体的には、図１９に示すように、コイルセグメント２２Ｒとコイルセグメント２１Ｒの一対の脚部のそれぞれがステータコア１０の径方向に重ねられるとともに、コイルセグメント２２Ｒの他方（右側）の脚部とコイルセグメント２１Ｒの他方（右側）の脚部とコイルセグメント２３Ｒの一方（左側）の脚部とがステータコア１０の径方向に重ねられている。
【０１２４】
また、図１９に示すように、コイルセグメント２１Ｒの一方（左側）の脚部は、コイルエンドプレート２４Ｒの他方（左側）の延出部と接続され、コイルセグメント２１Ｒの他方（右側）の脚部は、コイルエンドプレート２５Ｒの一方（左側）の延出部と接続されている。また、図１９に示すように、コイルセグメント２２Ｒの一方（左側）の脚部は、コイルエンドプレート２５Ｒの他方（左側）の延出部と接続され、コイルセグメント２２Ｒの他方（右側）の脚部は、コイルエンドプレート２６Ｒの他方（右側）の延出部と接続されている。また、図１９に示すように、コイルセグメント２３Ｒの一方（左側）の脚部は、コイルエンドプレート２４Ｒの一方（右側）の延出部と接続されている。なお、図示は省略したが、コイルセグメント２３Ｒの他方（右側）の脚部は、図１９に示すコイルエンドプレート２４Ｌ，２５Ｌ，２６Ｌの１つ右側に配置されているコイルエンドプレート２６Ｒの一方（左側）の延出部と接続されている。
【０１２５】
そして、右回りのコイルターンの始点であるコイルセグメント２３Ｒの他方の脚部の端部に電流Ｉ１が供給されると、電流Ｉ１はコイルセグメント２３Ｒ、コイルエンドプレート２４Ｒ、コイルセグメント２１Ｒ、コイルエンドプレート２５Ｒ、コイルセグメント２２Ｒ、コイルエンドプレート２６Ｒ、の順番に進む。これにより、ステータコア１０の径方向に電流Ｉ１が循環し、右回りのコイルターンが形成される。
【０１２６】
左回りのコイルターンは、図１９に示すように、コイルセグメント２１Ｌ，２２Ｌ，２３Ｌと、コイルエンドプレート２４Ｌ，２５Ｌ，２６Ｌと、で構成される電流経路である。具体的には、図１９に示すように、コイルセグメント２２Ｌとコイルセグメント２１Ｌの一対の脚部のそれぞれがステータコア１０の径方向に重ねられるとともに、コイルセグメント２２Ｌの他方の脚部とコイルセグメント２１Ｌの他方の脚部とコイルセグメント２３Ｌの一方の脚部とがステータコア１０の径方向に重ねられている。
【０１２７】
また、図１９に示すように、コイルセグメント２１Ｌの一方（左側）の脚部は、コイルエンドプレート２４Ｌの他方（左側）の延出部と接続され、コイルセグメント２１Ｌの他方（右側）の脚部は、コイルエンドプレート２５Ｌの一方（右側）の延出部と接続されている。また、図１９に示すように、コイルセグメント２２Ｌの一方（左側）の脚部は、コイルエンドプレート２５Ｌの他方（左側）の延出部と接続され、コイルセグメント２２Ｌの他方（右側）の脚部は、コイルエンドプレート２６Ｌの他方（右側）の延出部と接続されている。また、図１９に示すように、コイルセグメント２３Ｌの一方（左側）の脚部は、コイルエンドプレート２４Ｌの一方（右側）の延出部と接続されている。なお、図示は省略したが、コイルセグメント２３Ｌの他方（右側）の脚部は、図１９に示すコイルエンドプレート２４Ｌ，２５Ｌ，２６Ｌの２つ右側に配置されているコイルエンドプレート２６Ｌの一方（左側）の延出部と接続されている。
【０１２８】
そして、図１９に示すように、左回りのコイルターンの始点であるコイルエンドプレート２６Ｌの他方の延出部に電流Ｉ２が供給されると、電流Ｉ２はコイルエンドプレート２６Ｌ、コイルセグメント２２Ｌ、コイルエンドプレート２５Ｌ、コイルセグメント２１Ｌ、コイルエンドプレート２４Ｌ、コイルセグメント２３Ｌ、の順番に進む。これにより、ステータコア１０の径方向に電流Ｉ２が循環し、左回りのコイルターンが形成される。
【０１２９】
このような右回りおよび左回りのコイルターンは、ステータコアの径方向と周方向とにそれぞれ複数形成される。そして、右回りのコイルターンは、図１９に示すように、回転電機の回転軸Ｘを中心として、全体として左方向に進み、左回りのコイルループを形成し、左回りのコイルターンは、図１９に示すように、回転電機の回転軸Ｘを中心として、全体として右方向に進み、右回りのコイルループを形成する。
【０１３０】
ここで、実施形態に係るステータ１は、具体的には、ステータコア１０の径方向に、右回りのコイルループと左回りのコイルループがそれぞれ所定のスロット間に３ターンずつ形成される。また、ステータコア１０の周方向に、外部から供給される電流の相ごとに、右回りのコイルループと左回りのコイルループがそれぞれ４ループずつ（計８ループ）形成される。
【０１３１】
次に、図２０を参照しながらコイルループについて説明する。図２０は、ステータによって形成される全体のコイルループを示しており、図２０（ａ）は、実施形態に係るステータ１によって形成されるコイルループ、図２０（ｂ）は、従来のステータによって形成されるコイルループ、を示している。なお、図２０では、説明を簡略化するために、ステータコアの径方向のコイルターンを３ターンとし、ステータコア１０の周方向のコイルターンを４ループとして説明する。また、図２０における右端と左端は閉じて繋がっているものとして説明する。
【０１３２】
図２０（ａ）に示すように、実施形態に係るステータ１は、例えば外部からＷ相の電流が供給されると、当該電流は、「１」に示すコイルターンを右回りに３回周回した後、左方向に進み、２つ左隣の「２」のコイルターンを右回りに３回周回する。そして、図１８（ａ）に示すように、「２」のコイルターンの終点で電流の方向が切り替わり、今度は「３」のコイルターンを左回りに３回周回した後、右方向に進み、２つ左隣の「４」のコイルターンを左回りに３回周回し、外部に出力される。すなわち、実施形態に係るステータ１は、図１８（ａ）に示すように、「１（右回り）」、「２（右回り）」、「３（左回り）」、「４（左回り）」の順に、まず全ての右回りのコイルターンを周回した後に、全ての左回りのコイルターンを周回する。
【０１３３】
一方、図２０（ｂ）に示すように、従来の一般的なステータは、例えば外部からＷ相の電流が供給されると、当該電流は、「１」に示すコイルターンを右回りに３回周回した後、左方向に進み、１つ左隣の「２」のコイルターンを左回りに３回周回する。そして、図２０（ｂ）に示すように、今度は「３」のコイルターンを右回りに３回周回した後、左方向に進み、１つ左隣の「４」のコイルターンを左回りに３回周回し、外部に出力される。すなわち、従来の一般的なステータは、図２０（ｂ）に示すように、「１（右回り）」、「２（左回り）」、「３（右回り）」、「４（左回り）」の順に、右回りのコイルターンと左回りのコイルターンを交互に周回する。
【０１３４】
ここで、図２０（ｂ）に示すように、右回りと左回りを交互に周回するようにコイルループを形成すると、図２０（ｂ）のＧ部に示すように、右回りと左回りの切り替えの際に、コイルが３本重なったクロスポイントが形成されてしまい、コイルの占積率が低下してしまう。一方、図２０（ａ）に示すように、右回りを全て周回してから左回りを全て周回するようにコイルループを形成すると、クロスポイントの発生数を最低限に抑えることができるため、従来と比較してコイルの占積率が向上する。
【０１３５】
また、実施形態に係るステータ１は、図２０（ａ）に示すように、右回り（左回り）のコイルターンが、ステータコア１０の周方向において、隣接するコイルターンと互いに交差しないように形成される。これにより、実施形態に係るステータ１は、隣接するコイルターンと交差することによるクロスポイントの発生を抑制することができるため、コイルの占積率を向上させることができる。
【０１３６】
以上、本発明に係る回転電機のステータについて、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。
【０１３７】
例えば、実施形態に係るステータ１では、コイルエンドプレート２４，２５，２６の一対の延出部は、ステータコア１０の端面上において、下層に行くほど一対の延出部が（ステータコア１０の径方向に）長いものが配置され、下層に配置されるものほど半径が小さくなるように層ごとに円環状に配置されるとしたが、これとは逆に、下層に行くほど一対の延出部が（ステータコア１０の径方向に）短いものが配置され、下層に配置されるものほど半径が大きくなるように層ごとに円環状に配置されてもよい。このような構成であっても、コイルエンドプレート２４，２５，２６が階段状に積層されるため、コイルエンドプレート２４，２５，２６に電流が流れることで生じた熱がステータコア１０に伝熱しやすくなり、冷却効率が向上する。
【０１３８】
また、実施形態に係るステータ１では、コイルセグメントとコイルエンドプレートとの接合手段として締結部材３１を例示したが、接合手段はこれに限られず、前記したようにかしめ、溶接、ロウ付け等の手段を用いても構わない。
【０１３９】
また、実施形態に係るステータ１では、ステータコア１０の周方向にコイルターンを３ターン形成する構成としたが、コイルターンは２ターンでも４ターンでも構わない。なお、ステータコア１０の周方向にコイルターンを２ターンにする場合は、図７に示すスロット１１に収容するコイルセグメント２１，２２，２３の数を２つにし、図１２に示すステータコア１０の他方の端面側に積層するコイルエンドプレート２４，２５，２６の数を６つにすればよい。また、ステータコア１０の周方向にコイルターンを４ターンにする場合は、図７に示すスロット１１に収容するコイルセグメント２１，２２，２３の数を４つにし、図１２に示すステータコア１０の他方の端面側に積層するコイルエンドプレート２４，２５，２６の数を１２個にすればよい。
【符号の説明】
【０１４０】
１  ステータ
１０  ステータコア
１１  スロット
２０  ステータコイル
２１，２２，２３，２１Ｌ，２２Ｌ，２３Ｌ，２１Ｌ，２２Ｌ，２３Ｌ  コイルセグメント
２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ  脚部
２１ｃ，２２ｃ，２３ｃ  曲折部
２１ｄ，２１ｅ，２２ｄ，２２ｅ，２３ｄ，２３ｅ  端部
２４，２５，２６，２４Ｌ，２５Ｌ，２６Ｌ，２４Ｒ，２５Ｒ，２６Ｒ  コイルエンドプレート
２４ａ，２５ａ，２６ａ  プレート部
２４ｂ，２４ｃ，２５ｂ，２５ｃ，２６ｂ，２６ｃ  延出部
２４ｂ１，２４ｃ１，２５ｂ１，２５ｃ１，２６ｂ１，２６ｃ１  第１延出部
２４ｂ２，２４ｃ２，２５ｂ２，２５ｃ２，２６ｂ２，２６ｃ２  第２延出部
２７  左右反転コイルセグメント
２７ａ，２７ｂ  脚部
２７ｃ  曲折部
２７ｄ，２７ｅ  端部
２８  電源供給コイルセグメント
２８ａ，２８ｂ  脚部
２８ｃ  曲折部
２８ｄ，２８ｅ  端部
２９  中点短絡コイルエンドプレート
２９ａ  プレート部
２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ  延出部
３０  中点連結コイルセグメント
３０ａ，３０ｂ  端部
３１  締結部材
Ｘ  回転電機の回転軸
【図１】
0005907662.tif 000002
【図２】
0005907662.tif 000003
【図３】
0005907662.tif 000004
【図４】
0005907662.tif 000005
【図５】
0005907662.tif 000006
【図６】
0005907662.tif 000007
【図７】
0005907662.tif 000008
【図８】
0005907662.tif 000009
【図９】
0005907662.tif 000010
【図１０】
0005907662.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0005907662.tif 000013
【図１３】
0005907662.tif 000014
【図１４】
0005907662.tif 000015
【図１５】
0005907662.tif 000016
【図１６】
0005907662.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
0005907662.tif 000019
【図１９】
0005907662.tif 000020
【図２０】
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