(57)【要約】【課題】コイル組立体の外周面に複数個配置される導線露出領域間の沿面距離を確保することができる構造を備えるステータおよび回転電機を提供する。【解決手段】コイル組立体の最外周に位置する屈曲部Ｃ１のそれぞれの両側に位置する導線露出領域２３０Ｂの一方の導線露出領域２３０Ｂと屈曲部Ｃ１を構成する絶縁被覆導線２１ｃとの間には、他の屈曲部Ｃ１を構成する絶縁被覆導線２１ｂが位置している。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸周りに環状のコイル組立体を備えるステータであって、
前記コイル組立体は、
絶縁被膜により導線が被覆された絶縁被覆導線により、凸部を有する略Ｕ字形状部が交互に反転しながら凹凸形状に形成されたコイル成形体が、周方向に沿って環状に巻かれたコイル領域と、
前記コイル領域の端部に設けられ、前記導線が露出するとともに、前記コイル組立体の前記中心軸が延びる方向の一端側の外周側に沿って所定の間隔で配置される複数の導線露出領域と、を含み、
前記凸部は、前記コイル領域が周方向に沿って巻かれた場合に、半径方向の外側に拡径する屈曲部を有し、
前記コイル組立体の最外周に位置する前記屈曲部のそれぞれの両側に位置する前記導線露出領域の一方の前記導線露出領域と前記屈曲部を構成する前記絶縁被覆導線との間には、他の前記屈曲部を構成する前記絶縁被覆導線が位置している、ステータ。
【請求項２】
前記コイル組立体の最外周に位置する前記屈曲部のそれぞれは、周方向において隣接する前記導線露出領域同士の間の中央に位置している、請求項１に記載のステータ。
【請求項３】
前記導線露出領域は、半径方向の外側に向かって延びるように設けられている、請求項１または２に記載のステータ。
【請求項４】
前記導線露出領域は、前記コイル組立体の半径方向の最も外側に位置する前記コイル領域の外面よりも外側に位置している、請求項１から３のいずれかに記載のステータ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載のステータと、
前記ステータの内周側に位置するロータと、
を備えた回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ステータおよび回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
分布巻の三相固定子構造のコイル組立体を有するステータを備える回転電機が、たとえば、特開２００３−０１８７７８号公報（特許文献１）、特開２０１０−０８１７７１号公報（特許文献２）、および特開２００１−２３８３８６号公報（特許文献３）に開示されている。このステータに用いられるコイル組立体は、絶縁被膜により導線が被覆された絶縁被覆導線を、凸部を有する略Ｕ字形状部が交互に反転しながら凹凸形状に形成し、周方向に沿って環状に巻かれた形態を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−０１８７７８号公報
【特許文献２】特開２０１０−０８１７７１号公報
【特許文献３】特開２００１−２３８３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなコイル組立体は、全体として環状形状を有している。また、コイル組立体の回転軸方向の一端側の外周側に沿って、絶縁被覆導線の導線が露出した導線露出領域が複数設けられ、隣接する２つの導線露出領域間の沿面距離（絶縁物表面に沿った導電部相互間の最短距離）の設定が、ステータの機能を安定させる上で重要になる。このコイル組立体においては、複数のコイル成形体で構成され、コイル成形体は、周方向に径を拡大しながら巻かれる構造を有する。
【０００５】
導線露出領域においては、絶縁被覆された絶縁被覆導線の端部の導体が露出し、この端部が溶接等により接合されることで、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルが形成される。しかし、このコイル組立体において、導線露出領域が近接配置されるとすると、導線露出領域の沿面距離が短くなる場合が生じる。
【０００６】
したがって、この発明は上記課題に鑑みてなされたもので、この発明の目的は、コイル組立体の外周面に複数個配置される導線露出領域間の沿面距離を確保することができる構造を備えるステータおよび回転電機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に基づいたステータにおいては、中心軸周りに環状のコイル組立体を備えるステータであって、上記コイル組立体は、絶縁被膜により導線が被覆された絶縁被覆導線により、凸部を有する略Ｕ字形状部が交互に反転しながら凹凸形状に形成されたコイル成形体が、周方向に沿って環状に巻かれたコイル領域と、上記コイル領域の端部に設けられ、上記導線が露出するとともに、上記コイル組立体の上記中心軸が延びる方向の一端側の外周側に沿って所定の間隔で配置される複数の導線露出領域とを含み、上記凸部は、上記コイル領域が周方向に沿って巻かれた場合に、半径方向の外側に拡径する屈曲部を有し、上記コイル組立体の最外周に位置する上記屈曲部のそれぞれの両側に位置する上記導線露出領域の一方の上記導線露出領域と上記屈曲部を構成する上記絶縁被覆導線との間には、他の上記屈曲部を構成する上記絶縁被覆導線が位置している。
【０００８】
他の形態において、上記コイル組立体の最外周に位置する上記屈曲部のそれぞれは、周方向において隣接する上記導線露出領域同士の間の中央に位置している。
【０００９】
他の形態において、上記導線露出領域は、半径方向の外側に向かって延びるように設けられている。
【００１０】
他の形態において、上記導線露出領域は、上記コイル組立体の半径方向の最も外側に位置する上記コイル領域の外面よりも外側に位置している。
【００１１】
この発明に基づいた回転電機においては、上述のいずれかのステータと、上記ステータの内周側に位置するロータとを備える。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に基づいたがステータおよび回転電機によれば、コイル組立体の外周面に複数配置される導線露出領域間の沿面距離を十分確保することができる構造を備えるステータおよび回転電機を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態における回転電機の構造を示す断面図である。
【図２】図１中の矢印ＩＩ方向から見たステータの側面図である。
【図３】図１中の矢印ＩＩＩ方から見たコイル組立体の斜視図である。
【図４】実施の形態における１つのコイル成形体の展開図である。
【図５】実施の形態における１つのコイル成形体の斜視図である。
【図６】実施の形態における４つのコイル成形体を組み合わせた状態を示す斜視図である。
【図７】実施の形態における２つのコイル成形体の導線露出領域の溶接箇所を示す部分拡大図である。
【図８】図３中のＶＩＩＩで囲まれた領域の部分拡大平面図である。
【図９】図３中のＶＩＩＩで囲まれた領域の部分拡大斜視図である。
【図１０】図９中の矢印Ｘ方向から見た正面図である。
【図１１】図９および図１０中のＸＩ線矢視断面図である。
【図１２】図９および図１０中のＸＩＩ線矢視断面図である。
【図１３】図９および図１０中のＸＩＩＩ線矢視断面図である。
【図１４】図３中のＶＩＩＩで囲まれた領域の隣接する２つの導線露出領域間の沿面距離を矢印で示す部分拡大平面図である。
【図１５】図３中のＶＩＩＩで囲まれた領域の隣接する２つの導線露出領域間の沿面距離を矢印で示す部分拡大斜視図である。
【図１６】参考例における導線露出領域と屈曲部との配置関係を示す部分拡大平面図である。
【図１７】参考例における導線露出領域と屈曲部との配置関係を示す部分拡大斜視図である。
【図１８】図１７中の矢印ＸＶＩＩＩ方向から見た正面図である。
【図１９】図１７および図１８中のＸＩＸ線矢視断面図である。
【図２０】図１７および図１８中のＸＸ線矢視断面図である。
【図２１】図１７および図１８中のＸＸＩ線矢視断面図である。
【図２２】参考例における隣接する２つの導線露出領域間の沿面距離を矢印で示す部分拡大平面図である。
【図２３】参考例における隣接する２つの導線露出領域間の沿面距離を矢印で示す部分拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に基づいた実施の形態におけるステータおよび回転電機について、以下、図を参照しながら説明する。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、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。また、実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。
【００１５】
図１および図２を参照して、回転電機１の概略構成について説明する。なお、図１は、本実施の形態における回転電機１の構造を示す断面図、図２は、図１中の矢印ＩＩ方向から見たステータの側面図である。回転電機１は、ロータ１４０と、ロータ１４０の外周に設けられたステータ３０とを有する。ロータ１４０はシャフト１３０（回転軸ＣＬ）を中心として回転可能である。
【００１６】
ステータ３０は、ステータコア１０を有する。ステータコア１０のステータコア外周面１２には外筒リング４０に嵌め合わせられている。ステータコア１０はステータコアスラスト面１１を有し、ステータコアスラスト面１１にコイルエンド２０が設けられている。
【００１７】
コイルエンド２０は絶縁被覆導線２１が巻かれたコイル組立体２３０により構成される。このコイル組立体２３０の詳細については後述する。コイルエンド２０はステータコアスラスト面１１から回転軸（ＣＬ）が延びる方向（スラスト方向）にはみ出すように設けられており、コイルエンドスラスト面１０１と、コイルエンド外周面１０２とを有する。コイルエンドスラスト面１０１は、ステータコアスラスト面１１側に設けられ、コイルエンド外周面１０２はステータコア外周面１２側に設けられる。
【００１８】
（コイル組立体２３０）
図３から図７を参照して、コイル組立体２３０の構造について説明する。なお、図３は、図１中の矢印ＩＩＩ方から見たコイル組立体２３０の斜視図、図４は、１つのコイル成形体２３０ａの展開図、図５は、１つのコイル成形体２３０ａの斜視図、図６は、４つのコイル成形体２３０ａ１〜２３０ａ４を組み合わせた状態を示す斜視図、図７は、コイル成形体２３０ａ１およびコイル成形体２３０ａ４の導線露出領域の溶接箇所を示す部分拡大図、図８は、図３中のＶＩＩＩで囲まれた領域の部分拡大平面図である。
【００１９】
図４から図６を参照して、１つのコイル成形体２３０ａは、絶縁被膜２１２により導線２１１が被覆された絶縁被覆導線２１（図８参照）を用いて、凸部Ｐを有する略Ｕ字形状部２３２が交互に反転しながら凹凸形状に形成され、周方向に沿って環状に巻かれるコイル領域２３０Ａと、このコイル領域２３０Ａの両端部に設けられ、導線２１１が露出するとともに、コイル組立体２３０の回転軸（ＣＬ）が延びる方向の一端側の外周面に沿って所定の間隔で配置される導線露出領域２３０Ｂとを含んでいる。また、凸部Ｐには、コイル成形体２３０ａが周方向に沿って巻かれた場合に、半径方向の外側に拡径する屈曲部Ｃ１（図８参照の距離Ｄ２）が設けられている。
【００２０】
図５は、１つのコイル成形体２３０ａが周方向に沿って巻かれた状態を示している。図６は、図５に示すコイル成形体２３０ａと同様に成形された、４つのコイル成形体２３０ａ１，２３０ａ２，２３０ａ３，２３０ａ４が、周方向に沿って９０°ずれた状態で巻き重ねられた、コイル成形組体２３０Ｙを示している。
【００２１】
各コイル成形体２３０ａ１，２３０ａ２，２３０ａ３，２３０ａ４のそれぞれの導線露出領域２３０Ｂは、コイル成形体２３０ａ２およびコイル成形体２３０ａ３のそれぞれの一端側の導線露出領域２３０Ｂを除き、半径方向の外側に向かって延びるように設けられ
ている。コイル成形体２３０ａ２およびコイル成形体２３０ａ３のそれぞれの一端側の導線露出領域２３０Ｂは、回転軸ＣＬが延びる方向（図６中では上方向）に延びるように設けられている。
【００２２】
図６において、コイル成形体２３０ａ１の一方端側の導線露出領域２３０Ｂは、コイル成形体２３０ａ４の他方端側の導線露出領域２３０Ｂと、図６中のＷ１で囲まれる領域で接続され、溶接箇所Ｗが形成されている。
【００２３】
コイル成形体２３０ａ２の一方端側の導線露出領域２３０Ｂは、コイル成形体２３０ａ１の他方端側の導線露出領域２３０Ｂと、図６中のＷ２で囲まれる領域で接続され、溶接箇所Ｗが形成されている。
【００２４】
コイル成形体２３０ａ４の一方端側の導線露出領域２３０Ｂは、コイル成形体２３０ａ３の他方端側の導線露出領域２３０Ｂと、図６中のＷ３で囲まれる領域で接続され、溶接箇所Ｗが形成されている。
【００２５】
図７に示すように、図６中のＷ１で囲まれる領域においては、コイル成形体２３０ａ１の導線露出領域２３０Ｂの上にコイル成形体２３０ａ４の導線露出領域２３０Ｂが載置された状態で、導線露出領域２３０Ｂ同士が溶接される。
【００２６】
また、導線露出領域２３０Ｂ同士の溶接箇所Ｗは、コイル成形体２３０ａ１の半径方向の最も外側に位置するコイル領域２３０ａ１の外面ＭＯよりも外側（距離Ｄ１）に位置している。図６中のＷ２およびＷ３で囲まれる領域も同様である。
【００２７】
図６に示すコイル成形組体２３０Ｙを１２体準備し巻き重ね合わせた物が、図３に示すコイル組立体２３０となる。このコイル組立体２３０は、Ｖ相コイル２３Ｖ、Ｕ相コイル２３Ｕ、およびＷ相コイル２３Ｗを備える、分布巻の三相固定子構造のコイル組立体を構成する。
【００２８】
（沿面距離）
次に、図８から図１５を参照して、コイル組立体２３０に複数配置される導線露出領域２３０Ｂにおいて、隣接する２つの導線露出領域２３０Ｂ間の沿面距離について説明する。
【００２９】
なお、図８は、図３中のＶＩＩＩで囲まれた領域の部分拡大平面図、図９は、図３中のＶＩＩＩで囲まれた領域の部分拡大斜視図、図１０は、図９中の矢印Ｘ方向から見た正面図、図１１は、図９および図１０中のＸＩ線矢視断面図、図１２は、図９および図１０中のＸＩＩ線矢視断面図、図１３は、図９および図１０中のＸＩＩＩ線矢視断面図、図１４は、図３中のＶＩＩＩで囲まれた領域の隣接する２つの導線露出領域間２３０Ｂの沿面距離を矢印で示す部分拡大平面図、図１５は、図３中のＶＩＩＩで囲まれた領域の隣接する２つの導線露出領域間２３０Ｂの沿面距離を矢印で示す部分拡大斜視図である。
【００３０】
図８から図１０を参照して、本実施の形態におけるコイル組立体２３０においては、導線露出領域２３０Ｂが円周上に合計４８箇所設けられ、隣接する導線露出領域２３０Ｂの間の距離はＬに設定されている。
【００３１】
また、コイル組立体２３０の最外周に位置する屈曲部Ｃ１のそれぞれの両側に位置する導線露出領域２３０Ｂの一方（図８では右側）の導線露出領域２３０Ｂと屈曲部Ｃ１を構成する絶縁被覆導線２１ｃとの間には、他の絶縁被覆導線２１ｂが位置している。
【００３２】
また、本実施の形態では、導線露出領域２３０Ｂと屈曲部Ｃ１を構成する絶縁被覆導線２１ｃとの間に、他の絶縁被覆導線２１ｂを位置させるために、周方向において隣接する導線露出領域２３０Ｂ同士の間の略中央の位置に屈曲部Ｃ１が配置されている。
【００３３】
このように、周方向において隣接する導線露出領域２３０Ｂ同士の間の略中央の位置に屈曲部Ｃ１を配置することで、図９および図１０中のＸＩ矢視断面で見た場合には、軸方向において、導線露出領域２３０Ｂの下面から下方に距離ｈ１下がった位置に、他の絶縁被覆導線２１ｂおよび，屈曲部Ｃ１を構成する絶縁被覆導線２１ｃを配置することができる。
【００３４】
また、図９および図１０中のＸＩＩ矢視断面で見た場合には、屈曲部Ｃ１を構成する絶縁被覆導線２１ｃを、他の絶縁被覆導線２１ｂとは接触しない位置に配置することができる。また、図９および図１０のＸＩＩＩ矢視断面で見た場合には、導線露出領域２３０Ｂの下面から下方に距離ｈ２下がった位置に、屈曲部Ｃ１を構成する絶縁被覆導線２１ｃを配置することができる。
【００３５】
これにより、図１４および図１５を参照して、隣接配置される導線露出領域２３０Ｂの間の沿面距離は、両図中の矢印ＣＲ１に示すように、右側の導線露出領域２３０Ｂ→他の絶縁被覆導線２１ｂ→絶縁被覆導線２１ｃ→左側の導線露出領域２３０Ｂの経路をたどる距離が確保される。
【００３６】
（参考例）
ここで、図１６から図２３を参照して、参考例におけるコイル組立体２３０の隣接配置される２つの導線露出領域２３０Ｂ間の沿面距離について説明する。
【００３７】
なお、図１６は、参考例における導線露出領域２３０Ｂと屈曲部Ｃ１との配置関係を示す部分拡大平面図、図１７は、参考例における導線露出領域２３０Ｂと屈曲部Ｃ１との配置関係を示す部分拡大斜視図、図１８は、図１７中の矢印ＸＶＩＩＩ方向から見た正面図、図１９は、図１７および図１８中のＸＩＸ線矢視断面図、図２０は、図１７および図１８中のＸＸ線矢視断面図、図２１は、図１７および図１８中のＸＸＩ線矢視断面図、図２２は、参考例における隣接する２つの導線露出領域間２３０Ｂの沿面距離を矢印で示す部分拡大平面図、図２３は、参考例における隣接する２つの導線露出領域間２３０Ｂの沿面距離を矢印で示す部分拡大斜視図である。
【００３８】
図１６から図１８を参照して、参考例におけるコイル組立体においては、導線露出領域２３０Ｂが円周上に合計４８箇所設けられ、隣接する導線露出領域２３０Ｂの間の距離はＬに設定されている。この点は、本実施の形態のコイル組立体２３０と同じである。
【００３９】
コイル組立体の最外周に位置する屈曲部Ｃ１は、半径方向から見て、導線露出領域２３０Ｂの内径側に位置している。このように、本実施の形態で示したように、周方向において隣接する導線露出領域２３０Ｂ同士の間の略中央の位置に屈曲部Ｃ１を配置せずに、導線露出領域２３０Ｂの内径側に屈曲部Ｃ１を配置した場合に、図１７および図１８中のＸＩＸ矢視断面で見た場合には、軸方向において、導線露出領域２３０Ｂの下面位置と略同じ高さ位置に、屈曲部Ｃ１を構成する絶縁被覆導線２１ｂが配置される。
【００４０】
また、図１７および図１８中のＸＸ矢視断面で見た場合には、屈曲部Ｃ１を構成する絶縁被覆導線２１ｂは、他の絶縁被覆導線２１ａよりも高い位置に配置される。図１７および図１８のＸＸＩ矢視断面で見た場合には、導線露出領域２３０Ｂを構成する絶縁被覆導線２１ａに屈曲部Ｃ１を構成する絶縁被覆導線２１ｂが接する状態となる。
【００４１】
これにより、図２２および図２３を参照して、隣接配置される導線露出領域２３０Ｂの間の沿面距離は、両図中の矢印ＣＲ２に示すように、右側の導線露出領域２３０Ｂ→他の絶縁被覆導線２１ｂ→左側の導線露出領域２３０Ｂの経路をたどる距離となり、本実施の形態における沿面距離よりも短くなる。
【００４２】
（作用・効果）
このように、本実施の形態におけるコイル組立体２３０を用いたステータ３０によれば、最外周に位置する屈曲部Ｃ１のそれぞれの両側に位置する導線露出領域２３０Ｂの一方（図８では右側）の導線露出領域２３０Ｂと屈曲部Ｃ１を構成する絶縁被覆導線２１ｃとの間には、他の絶縁被覆導線２１ｂが位置していることで、隣接配置される２つの導線露出領域２３０Ｂの間の沿面距離を長くすることが可能となる。その結果、このステータ３０を採用した回転電機の性能の信頼性を高めることが可能となる。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態は全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全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４４】
１  回転電機、１０  ステータコア、１１  ステータコアスラスト面、１２  ステータコア外周面、２０  コイルエンド、２１  絶縁被覆導線、２３Ｕ  Ｕ相コイル、２３Ｖ  Ｖ相コイル、２３Ｗ  Ｗ相コイル、３０  ステータ、４０  外筒リング、１０１  コイルエンドスラスト面、１０２  コイルエンド外周面、１３０  シャフト、１４０  ロータ、２１１  導線、２１２  絶縁被膜、２３０Ｂ  導線露出領域、２３０  コイル組立体、２３０Ａ  コイル領域、２３０Ｙ  コイル成形組体、２３０a，２３０ａ１，２３０ａ２，２３０ａ３，２３０ａ４  コイル成形体。
【図１】
2013005516.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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