(57)【要約】【課題】ステータコイルは、ｕ相第１コイルとｖ相第１コイルとｗ相第１コイルとｕ相第２コイルとｖ相第２コイルとｗ相第２コイル（以下同様の順序で繰り返す）がその順序に従って円環状に配置されており、ｕ相第１コイルとｕ相第２コイルの間がｖ相第１コイルとｗ相第１コイルを避けて延びるバスバで電気的に接続されている。バスバを接続したときにバスバに引っ張り応力が作用すると、ｕ相第１コイルとの接続点とｕ相第２コイルとの接続点が接近し、ｗ相第１コイルとｕ相第２コイルの間に必要な絶縁距離が確保できない。【解決手段】バスバに圧縮応力が作用する状態でｕ相第１コイルとｕ相第２コイルを接続する。圧縮応力が作用していると、ｕ相第１コイルとの接続点とｕ相第２コイルとの接続点が離反し、ｗ相第１コイルとｕ相第２コイルの間に必要な絶縁距離を確保できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｕ相第１コイルとｖ相第１コイルとｗ相第１コイルとｕ相第２コイルとｖ相第２コイルとｗ相第２コイル（以下同様の順序で繰り返す）が前記順序に従って円環状に配置されており、
ｕ相第１コイルとｕ相第２コイルの間がｖ相第１コイルとｗ相第１コイルを避けて延びるバスバで電気的に接続されており、
前記バスバに圧縮応力が作用しており、前記バスバがｕ相第１コイルとの接続点とｕ相第２コイルとの接続点を離反させていることを特徴とするステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書では、モーターまたはジェネレーター等の回転電機の固定子（以下ステータという）に関する技術を開示する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１と２に開示されているように、３相の回転電機用のステータは、ｕ相コイルとｖ相コイルとｗ相コイルとｕ相コイルとｖ相コイルとｗ相コイル・・（以下同様の順序で繰り返す）をその順序に従って円環状に並べ、隣接する同相コイルの間をバスバによって電気的に接続する。すなわち「ｕ相コイルとｖ相コイルとｗ相コイル」の配列を第１コイル群とし、それに隣接する「ｕ相コイルとｖ相コイルとｗ相コイル」の配列を第２コイル群とすると、ｕ相第１コイルとｕ相第２コイルの間がバスバで接続される。ｕ相第１コイルとｕ相第２コイルの間にはｖ相第１コイルとｗ相第１コイルが配置されており、前記バスバはｖ相第１コイルとｗ相第１コイルを避けて延びている。
【０００３】
図１は、時計回転方向にｕ相第１コイル（１０ｕ）とｖ相第１コイル（１０ｖ）とｗ相第１コイル（１０ｗ）とｕ相第２コイル（２０ｕ）が円環状に配置された例を示し、以下同様に、図示しないｖ相第２コイルとｗ相第２コイルとｕ相第３コイル・・が円環状に配置されている。
ｕ相第１コイル（１０ｕ）とｕ相第２コイル（２０ｕ）が、ｖ相第１コイル（１０ｖ）とｗ相第１コイル（１０ｗ）を避けて延びるバスバ２６によって、接続されている。以下同様に、ｖ相第１コイル（１０ｖ）とｖ相第２コイルが、ｗ相第１コイル（１０ｗ）とｕ相第２コイル（２０ｕ）を避けて延びるバスバによって接続されており、ｗ相第１コイル（１０ｗ）とｗ相第２コイルが、ｕ相第２コイル（２０ｕ）とｖ相第２コイルを避けて延びるバスバによって接続されている。
【０００４】
第１コイルと第２コイルは同等であって、区別することができない。「ｕ相コイルとｖ相コイルとｗ相コイル」の任意の配列を第１コイル群とすることができる。「ｕ相コイルとｖ相コイルとｗ相コイル」が時計回転方向に配置されている場合は、時計回転方向において第１コイル群に隣接するものが第２コイル群であり、「ｕ相コイルとｖ相コイルとｗ相コイル」が反時計回転方向に配置されている場合は、反時計回転方向において第１コイル群に隣接するものが第２コイル群である。
【０００５】
図２は、ｕ相第１コイル（１０ｕ）とｕ相第２コイル（２０ｕ）がバスバ２６によって接続されている様子を示す。バスバ２６は、ｕ相第２コイル（２０ｕ）のコイルを形成している線材の一部であってもよいし、コイルを形成している線材に接続された線材であってもよい。参照番号２５は、ｕ相第２コイル（２０ｕ）のコイルを形成している線材とバスバ２６の接続点を示している。バスバ２６がｕ相第２コイル（２０ｕ）のコイルを形成している線材の一部である場合には、物理的な接続点はないものの、コイル部分とバスバ部分の境界を把握することができ、それが参照番号２５で示されている。
バスバ２６は、ｕ相第１コイル（１０ｕ）のコイルを形成している線材の一端に接続される。コイルを形成している線材から引き出された線材を参照番号１２で示している。引き出し部分１２は、ｕ相第１コイル（１０ｕ）のコイルを形成している線材の一部であってもよいし、コイルを形成している線材に接続された線材であってもよい。図２では、バスバ２６と引き出し部分１２を溶接して接続する範囲（接続点）を参照番号１４，２８としている。
図示はしないが、ｖ相第１コイルとｖ相第２コイルも同様なバスバで接続され、ｗ相第１コイルとｗ相第２コイルも同様なバスバで接続されている。なお、参照番号２２は、ｕ相第２コイルとｕ相第３コイルを接続するための引き出し部である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１２３３７３号公報
【特許文献２】特開２０１３−００５５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図２に示すように、バスバ２６の長さは、接続点２５から接続点１４に達する長さに調整されている。しかしながら、製造公差によって、バスバ２６の長さが、接続点２５から接続点１４に達する長さよりも短いことがある。接続作業では、バスバ２６の端部（接続点）２８を接続点１４に合わせて両者を溶接する。バスバ２６の長さが短い場合、接続作業時に、接続点２５をｕ相第１コイル１０ｕ側に引き出して溶接することになる。
【０００８】
ｕ相第２コイル２０ｕとバスバ２６の接続点２５がｕ相第１コイル１０ｕ側に引き出されると、図３に示すように、ｕ相第２コイル２０ｕとｗ相第１コイル１０ｗとの間隔ｂが縮小する。その結果、ｕ相第２コイル２０ｕとｗ相第１コイル１０ｗの間に、必要な絶縁距離が確保されない場合が生じる。その場合は、ｕ相第２コイル２０ｕとｗ相第１コイル１０ｗの間に相間絶縁紙等を介在させるといった処理が必要となる。同様の問題が、ｕ層第１コイル１０ｕとｖ相第１コイル１０ｖの間にも発生し、ｖ層第１コイル１０ｖとｗ相第１コイル１０ｗの間にも発生する。
本明細書では、バスバで接続することで、コイルとコイルの相間絶縁距離が短くなることを防止する技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本明細書で開示するステータでは、ｕ相第１コイルとｖ相第１コイルとｗ相第１コイルとｕ相第２コイルが前記順序に従って円環状に配置されている。ｕ相第１コイルとｕ相第２コイルの間は、ｖ相第１コイルとｗ相第１コイルを避けて延びるバスバで電気的に接続されている。そのバスバには圧縮応力が作用しており、そのバスバがｕ相第１コイルとの接続点とｕ相第２コイルとの接続点を離反させている。
例えば、バスバを接続した後のｕ相第１コイルとの接続点からｕ相第２コイルとの接続点までの距離よりも長いバスバを用いると、接続後のバスバに圧縮応力が作用し、バスバが、バスバとｕ相第１コイルとの接続点とバスバとｕ相第２コイルとの接続点を離反させることになる。本明細書で開示するステータは、バスバによる接続を解除したときに、バスバとｕ相第１コイルとの接続点とバスバとｕ相第２コイルとの接続点が接近するステータであるといってもよい。
本明細書に開示されているステータによると、必要な相間絶縁距離を確実に確保することができる。
【００１０】
本明細書で開示する技術の詳細、及び、さらなる改良は、発明を実施するための形態、及び実施例にて詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】円環状のステータの一部を平面視した図。
【図２】隣接する２個の同相ステータコイルと、両者を接続するバスバを斜視した図。
【図３】ｕ相第２コイルから延びるバスバをｕ相第１コイルに接続することで、ｕ相第２コイルとｗ相第１コイル間の距離が接近する様子を示す図。
【図４】バスバの長さａと、相間距離ｂを示す図。
【図５】バスバの長さａと、相間距離ｂの関係を示す図。
【図６】隣接する２個の同相コイルを周方向で接続し、３相中性点では半径方向に接続する実施例を示す図。
【図７】隣接する２個の同相コイルを半径方向で接続し、３相中性点では周方向に接続する実施例を示す図。
【図８】３相中性点での接続部を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に説明する実施例の主要な特徴を下記に列記する。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれが独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。
（特徴１）コイルを形成する線材が引き出されて、隣接するコイルに向けて延びるバスバと、連接するコイルから延びてくるバスバに接続する引き出し部が形成されている。
（特徴２）バスバの中間に屈曲部が形成されており、長いバスバを縮めて接続する際に、その屈曲部が深く屈曲する。自然形状に復帰する弾性力によって、バスバの両端間距離が大きくなろうとしている。
【実施例】
【００１３】
図４は、バスバ２６の平面図を示し、バスバの長さａと、相間距離ｂを示している。バスバの長さａは、図３に示した接続点２５から接続点２８までの距離であり、図示Ｄ方向の距離で示す。相間距離ｂは、隣接するコイル間の距離を示す。
図５は、バスバの距離ａと相間距離ｂ（接続点１４と２８を溶接した後の距離）の関係を示し、バスバの長さａが長いほど、相間距離ｂが大きくなることを示している。バスバ２６には、２か所に屈曲部２６ａ，２６ｂが形成されており、長いバスバを縮めて接続する際に、その屈曲部２６ａ，２６ｂが深く屈曲する。屈曲部２６ａ，２６ｂが深く屈曲するほど、バスバ２６が自然形状に復帰する弾性力が大きくなり、バスバの両端間距離が大きくなろうとする。その弾性力が、相間距離ｂを大きくする。
本実施例では、相間距離ｂにｂ１を必要することから、バスバの長さの設計値をａ２とする。すると製造公差ｃを加味しても、必要な相間距離ｂ１を確保することができる。
【００１４】
図３では、接続点１４と接続点２８を半径方向に重ねている。図３では、接続点１４の内側に接続点２８を当接させている。逆に、図６に示すように、接続点２８の内側に接続点１４を当接させてもよい。あるいは、図７に示すように、接続点１４と接続点２８を周方向に並べて接続してもよい。
【００１５】
（第２実施例）
３相回転電機のステータでは、ｕ層コイルとｖ相コイルとｗ相コイルを接続して中性点を得る。その接続部に本明細書で開示する技術を活用することができる。
図８は、ｕ層コイルの中性点側端部４０ｕと、ｖ相コイルの中性点側端部４０ｖと、ｗ相コイルの中性点側端部４０ｗを接続して中性点を得る接続点の近傍を示しており、バスバ４６の長さが短いと、ｗ相コイルとバスバ４６の接続点４５がｕ相コイル側に引き寄せられて相間距離ｅが短くなることがわかる。バスバ４６の長さを長くすることで、相間距離ｅを広がられることがわかる。
端部４０ｕ、４０ｖ、４０ｗは、図６に示すように半径方向に重ねてもよいし、図７に示すように周方向に隣接させてもよい。なお、図８は、コイルの中心側から見た図を示しており、ｕ相コイルとｖ相コイルとｗ相コイルが反時計回転方向に配置されている場合を示している。
【００１６】
以上、本明細書が開示する技術の実施例について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、ステータコイルを形成する巻線にリード線を溶接してステータコイルから延びる引き出し部としてもよい。あるいは、ステータコイルを形成する巻線にバスバを溶接してステータコイルから延びるバスバとしてもよい。あるいは、引き出し部とバスバを、はんだまたはろう付けして接続してもよい。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００１７】
１０ｕ：ｕ相第１コイル
１０ｖ：ｖ相第１コイル
１０ｗ：ｗ相第１コイル
２０ｕ：ｕ相第２コイル
１２：引き出し部
１４：接続点
２２：引き出し部
２５：接続点
２６：バスバ
２６ａ、２６ｂ：屈曲部
２８：接続点
４０ｕ、４０ｖ、４０ｗ:中性点側コイル端末
４５：接続点
４６：バスバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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