(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のコアの一対のスロットの互いに異なる径方向位置に個別に収容される一対のスロット導体部、及び、前記両スロット導体部の基端から前記コアの軸方向一方側に突出するＵ字状の基端側コイルエンドを有し、平板打ち抜き加工によって周方向に薄く形成される断面板状の多数の松葉状導体を有し、
前記基端側コイルエンドは、略径方向及び略軸方向に延在する頭部、前記頭部の径内側から周方向一方側へ延在して前記両スロット導体部の一方に連なる第一の脚部、及び、前記頭部の径外側から周方向他方側へ延在して前記両スロット導体部の他方に連なる第二の脚部を有してなる回転電機の松葉状導体順次接合型コイルにおいて、
前記基端側コイルエンドは、周方向にみた場合に、最小内周縁曲率半径ｒが前記一対のスロット導体部間の径方向ギャップ長ｄより大きい内周曲部を前記頭部の内周縁に接して有することを特徴とする回転電機の松葉状導体順次接合型コイル。
【請求項２】
請求項１記載の回転電機の松葉状導体順次接合型コイルにおいて、
前記基端側コイルエンドは、前記スロット導体部の径方向幅よりも製造公差を超えて異なる通電直角方向幅を有することを特徴とする回転電機の松葉状導体順次接合型コイル。
【請求項３】
請求項２記載の回転電機の松葉状導体順次接合型コイルにおいて、
前記基端側コイルエンドは、前記スロット導体部の径方向幅よりも製造公差を超えて狭い通電直角方向幅を有することを特徴とする回転電機の松葉状導体順次接合型コイル。
【請求項４】
請求項３記載の回転電機の松葉状導体順次接合型コイルにおいて、
前記基端側コイルエンドは、周方向にみた場合に前記スロット導体部の径方向幅よりも狭い軸方向幅を有することを特徴とする回転電機の松葉状導体順次接合型コイル。
【請求項５】
請求項３記載の回転電機の松葉状導体順次接合型コイルにおいて、
前記基端側コイルエンドは、周方向にみた場合に前記スロット導体部の径方向幅よりも狭い径方向幅を有することを特徴とする回転電機の松葉状導体順次接合型コイル。
【請求項６】
請求項２記載の回転電機の松葉状導体順次接合型コイルにおいて、
前記基端側コイルエンドは、前記スロット導体部の径方向幅よりも製造公差を超えて広い通電直角方向幅を有することを特徴とする回転電機の松葉状導体順次接合型コイル。
【請求項７】
請求項２乃至６のいずれか記載の回転電機の松葉状導体順次接合型コイルにおいて、
前記内周曲部は、周方向にみた場合に略軸方向に延在する軸方向辺部、及び、周方向にみた場合に略径方向に延在する径方向辺部を有することを特徴とする回転電機の松葉状導体順次接合型コイル。
【請求項８】
請求項２乃至７のいずれか記載の回転電機の松葉状導体順次接合型コイルにおいて、
前記基端側コイルエンドの外周縁は、周方向にみた場合に略軸方向に伸びる軸方向辺部、及び、周方向にみた場合に略径方向に伸びる径方向辺部を有することを特徴とする回転電機の松葉状導体順次接合型コイル。
【請求項９】
円筒状のコアの一対のスロットの互いに異なる径方向位置に個別に収容される一対のスロット導体部、及び、前記両スロット導体部の基端から前記コアの軸方向一方側に突出するＵ字状の基端側コイルエンドを有し、平板打ち抜き加工によって周方向に薄く形成される周方向に薄い断面板状の多数の松葉状導体を有し、
前記基端側コイルエンドは、略径方向及び略軸方向に延在する頭部、前記頭部の径内側から周方向一方側へ延在して前記両スロット導体部の一方に連なる第一の脚部、及び、前記頭部の径外側から周方向他方側へ延在して前記両スロット導体部の他方に連なる第二の脚部を有してなる回転電機の松葉状導体順次接合型コイルにおいて、
前記基端側コイルエンドは、前記スロット導体部の径方向幅よりも製造公差を超えて異なる通電直角方向幅を有することを特徴とする回転電機の松葉状導体順次接合型コイル。
【請求項１０】
請求項９記載の回転電機の松葉状導体順次接合型コイルにおいて、
前記基端側コイルエンドは、前記スロット導体部の径方向幅よりも製造公差を超えて狭い通電直角方向幅を有することを特徴とする回転電機の松葉状導体順次接合型コイル。
【請求項１１】
請求項１０記載の回転電機の松葉状導体順次接合型コイルにおいて、
前記基端側コイルエンドは、周方向にみた場合に前記スロット導体部の径方向幅よりも狭い軸方向幅を有することを特徴とする回転電機の松葉状導体順次接合型コイル。
【請求項１２】
請求項１０記載の回転電機の松葉状導体順次接合型コイルにおいて、
前記基端側コイルエンドは、周方向にみた場合に前記スロット導体部の径方向幅よりも狭い径方向幅を有することを特徴とする回転電機の松葉状導体順次接合型コイル。
【請求項１３】
請求項９記載の回転電機の松葉状導体順次接合型コイルにおいて、
前記基端側コイルエンドは、前記スロット導体部の径方向幅よりも製造公差を超えて広い通電直角方向幅を有することを特徴とする回転電機の松葉状導体順次接合型コイル。
【請求項１４】
請求項９乃至１３のいずれか記載の回転電機の松葉状導体順次接合型コイルにおいて、
前記内周曲部は、周方向にみた場合に略軸方向に伸びる軸方向辺部、及び、周方向にみた場合に略径方向に伸びる径方向辺部を有することを特徴とする回転電機の松葉状導体順次接合型コイル。
【請求項１５】
請求項９乃至１４のいずれか記載の回転電機の松葉状導体順次接合型コイルにおいて、
前記基端側コイルエンドの外周縁は、周方向にみた場合に略軸方向に伸びる軸方向辺部、及び、周方向にみた場合に略径方向に伸びる径方向辺部を有することを特徴とする回転電機の松葉状導体順次接合型コイル。
【請求項１６】
請求項１５記載の回転電機の松葉状導体順次接合型コイルにおいて、
前記基端側コイルエンドの外周縁をなす前記軸方向辺部は、前記スロット導体部の最外径縁及び最内径縁を略軸方向に延設した線上に設けられることを特徴とする回転電機の松葉状導体順次接合型コイル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機の松葉状導体順次接合型コイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人の出願になる特開平１１−７５３４６号公報は、松葉状導体順次接合型コイルを有する回転電機を開示している。
【０００３】
この回転電機のステータコイルは、円筒状のステータコアの内周面近傍に軸方向へ形成される多数のスロットにたとえばフロント側から多数の松葉状導体（松葉状導体）を挿通し、ステータコアのリア側に突出した各松葉状導体の先端を他の松葉状導体の先端に順次接続して形成されている。
【０００４】
各松葉状導体は、スロットに挿入されている直線部分である一対のスロット導体部と、両端がスロット導体部の基端に連なるフロント側の露出部分であるＵ字状の基端側コイルエンドと、両スロット導体部からステータコアの反基端側コイルエンド側に突出して相互に順次接合されるリア側の露出部分である部分である先端側コイルエンドに区分される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らによるこの松葉状導体順次接続型ステータコイルの試作例を図５〜図９に示す。
【０００６】
１は基端側コイルエンド、２はステータコア、３はスロットである。松葉状導体の基端側コイルエンド１は、略径方向及び略軸方向に延在するＣ字状の頭部１１、頭部１１の径内側（ステータコアの）から周方向一方側へ延在する第一の脚部１２と、頭部１１の径外側から周方向他方側へ延在する第二の脚部１３とからなる。
【０００７】
図７、図８に明らかなように、第一の脚部１２は、周方向一方側へ延在する周方向延在部１２１と、この周方向延在部１２１の先端から軸方向に伸びてスロット導体部４に連なる軸方向延在部１２２とからなる。同じく、図７、図８に明らかなように、第二の脚部１３は、周方向一方側へ延在する周方向延在部１３１と、この周方向延在部１３１の先端から軸方向に伸びてスロット導体部５に連なる軸方向延在部１３２とからなる。松葉状導体は、銅板を打ち抜いて形成し、基端側コイルエンド１の両脚部１２、１３を周方向反対側に電気角で約πだけ捻った後、ステータコアにスロット導体部を挿入される。
【０００８】
したがって、松葉状導体の通電直角方向における厚さは、製造公差（本明細書では上記松葉状導体の曲げ加工による塑性的な寸法変化をいうものとする）を超えない範囲で一定であり、また、松葉状導体の通電直角方向における幅も、従来の丸線コイル又は平角線コイルと同じく製造公差（本明細書では上記松葉状導体の曲げ加工による塑性的な寸法変化をいうものとする）を超えない範囲で一定とした。
【０００９】
しかしながら、本発明者らは、上記松葉状導体順次接続型ステータコイルをステータコアのスロットに挿通した場合、次の問題点が生じることを見出した。
【００１０】
５本の松葉状導体１を周方向に隣接する５つのスロットに個別に挿通した状態における５つの基端側コイルエンド１の配列状態を図９に示す。１１０は、頭部１１の外周縁、１１１は頭部１１の内周縁、１１２は内周縁１１１の径内側部分（ステータコアから離れた径小側の部分）、１１３は内周縁１１１の径外側部分（ステータコアに接近する径大側の部分）である。ａは頭部１１の周方向反時計側に向いた側面、ｂは頭部１１の周方向時計側に向いた側面である。ただし、一つの頭部１１の側面ｂと、この頭部１１に対して周方向時計側に隣接する頭部１１の側面ａとは、径方向中央部ｃで図９の紙面上で表裏に交差するが交差線の図示は省略している。
【００１１】
図９から、各基端側コイルエンド１の内周縁１１１近傍において、径内側部分１１２が脚部１２に引きずられて周方向左側に曲がり、径外側部分１１３が脚部１３に引きずられて周方向右側に曲がっていることがわかる。
【００１２】
また、周方向に互いに隣接する一対の頭部１１において、左側の頭部１１の内周縁１１１の径外側部分１１３と、右側の頭部１１の内周縁１１１の径内側部分１１２とが周方向に交差していることがわかる。
【００１３】
この時、左側の頭部１１の内周縁１１１の径外側部分１１３と、右側の頭部１１の内周縁１１１の径内側部分１１２とが近接しているので接触しやすく、表面の樹脂絶縁膜が損傷したりして電気絶縁性が低下し、コイル短絡が生じやすい。
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、工程を複雑化することなく松葉状導体順次接続型ステータコイルの基端側コイルエンドにおける電気絶縁性を向上することをその目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の回転電機によれば、基端側コイルエンドの周方向にみた場合における最小内周縁曲率半径ｒを、この基端側コイルエンドに連なる一対のスロット導体部間の径方向ギャップ長ｄより大きい内周曲部を頭部の内周縁に接して設けた点をその特徴としている。
【００１６】
このようにすれば、松葉状導体順次接続型ステータコイルの基端側コイルエンドにおける電気絶縁性を向上することができる。
【００１７】
すなわち、図６〜図９を参照して説明すれば、基端側コイルエンド１の内周縁１１１の互いに周方向反対側に曲がっている径内側部分１１２と径外側部分１１３とが、この内周曲部の大きさだけ深くえぐられているために、周方向に互いに隣接する一対の頭部１１において、左側の頭部１１の内周縁１１１の径外側部分１１３と、右側の頭部１１の内周縁１１１の径内側部分１１２とが接触しにくくなり、これにより両者の接触を防止できるものである。
【００１８】
たとえば、この松葉状導体を平板打ち抜き加工により作製する場合には特に、特別の加工を必要とすることなく内周曲部を形成できるため、工程延長によるコスト増加は生じない利点が生じる。
【００１９】
請求項２記載の構成によれば請求項１記載の回転電機の松葉状導体順次接合型コイルにおいて更に、基端側コイルエンドは、スロット導体部の径方向幅よりも製造公差を超えて異なる通電直角方向幅（ここではスロット導体部の径方向表面部に連なる面の幅をいう）。
【００２０】
このようにすれば、製造工程を増加させることなく、用途に応じて基端側コイルエンドの電気抵抗値及び収容スペース形状の好適な組み合わせを選択することができ、また、基端側コイルエンドの内周縁形状を自由に設計して、上記説明したコイル短絡問題も解決することができる。
【００２１】
請求項３記載の構成によれば請求項２記載の回転電機の松葉状導体順次接合型コイルにおいて更に、基端側コイルエンドの通電直角方向幅（通電方向と直角方向の幅）はスロット導体部の径方向幅よりも製造公差を超えて狭くされる。
【００２２】
このようにすれば、コイルエンドの必要スペースを縮小して、回転電機の全体体格を縮小でき、コイル重量も減らして軽量化を図ることができる。
【００２３】
請求項４記載の構成によれば請求項３記載の回転電機の松葉状導体順次接合型コイルにおいて更に、基端側コイルエンドは周方向にみた場合にスロット導体部の径方向幅よりも狭い軸方向幅を有する。
【００２４】
このようにすれば、回転電機のコイルエンド収容スペースの軸方向幅を縮小できるので、回転電機の軸方向長を圧縮することができる。
【００２５】
請求項５記載の構成によれば請求項３記載の回転電機の松葉状導体順次接合型コイルにおいて更に、基端側コイルエンドは、周方向にみた場合にスロット導体部の径方向幅よりも狭い径方向幅を有する。
【００２６】
このようにすれば、回転電機のコイルエンド収容スペースの径方向幅を縮小できるので、コアの軸方向両側のコイルエンド収容空間にたとえば水冷パイプやモータ制御などの回路基板などを配置することが容易となり、設計自由度を向上することができる。
【００２７】
請求項６記載の構成によれば請求項２記載の回転電機の松葉状導体順次接合型コイルにおいて更に、基端側コイルエンドは、スロット導体部の径方向幅よりも製造公差を超えて広い通電直角方向幅を有する。
【００２８】
このようにすれば、製造工程を増加させることなく、コイルの電気抵抗値及びそれによる銅損を低減することができる。
【００２９】
請求項７記載の構成によれば請求項２乃至６のいずれか記載の回転電機の松葉状導体順次接合型コイルにおいて更に、内周曲部は、周方向にみた場合に略軸方向に伸びる軸方向辺部、及び、周方向にみた場合に略径方向に伸びる径方向辺部を有するので、内周曲部をいたずらに大きくして基端側コイルエンドにおける平均コイル長を増加することなく、上記コイル短絡防止を図ることができる。
【００３０】
請求項８記載の構成によれば請求項２乃至７のいずれか記載の回転電機の松葉状導体順次接合型コイルにおいて更に、基端側コイルエンドの外周縁は、周方向にみた場合に略軸方向に伸びる軸方向辺部、及び、周方向にみた場合に略径方向に伸びる径方向辺部を有する。
【００３１】
このようにすれば、コアの軸方向両側のコイルエンド収容空間の径方向高さ又は軸方向長さの増加を抑止して回転電機の体格増大を防止しつつ、かつ、製造工程の増加を招くことなく、コイルの電気抵抗値の低減及びそれによる銅損低減を図ることができる。
【００３２】
請求項９記載の構成によれば、請求項２記載の効果を奏することができる。
【００３３】
請求項１０記載の構成によれば、上記請求項９記載の効果を奏することができる。
【００３４】
請求項１１記載の構成によれば、請求項１０記載の効果を奏することができる。
【００３５】
請求項１２記載の構成によれば、請求項１０記載の効果を奏することができる。
【００３６】
請求項１３記載の構成によれば、請求項６記載の効果を奏することができる。
【００３７】
請求項１４記載の構成によれば、請求項７記載の効果を奏することができる。
【００３８】
請求項１５記載の構成によれば、請求項８記載の効果を奏することができる。
【００３９】
請求項１６記載の構成によれば、請求項８記載の効果を一層向上することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を適用した回転電機の松葉状導体接合型コイル（松葉状導体順次接続型コイルともいう）を図面を参照して説明する。
【００４１】
なお、以下の各実施例の松葉状導体順次接続型ステータコイルは図５〜図９で既に説明した松葉状導体順次接続型ステータコイルと同一構造を有し、その基端側コイルエンドの外周縁及び内周縁の形状のみ異なるだけであるので、図５〜図９の符号の示す構成要素と主要機能が共通する構成要素には同一符号を付すものとする。
【００４２】
【実施例１】
実施例１の松葉状導体順次接続型ステータコイルの基端側コイルエンドを図１、図２を参照して説明する。
【００４３】
多数の松葉状導体がまず準備される。各松葉状導体は従来同様、基端側コイルエンド１と、基端側コイルエンド１の両先端に連なる直線状の一対のスロット導体部４、５と、各スロット導体部４、５の先端に連なるとともにコア２の反対側に突出する先端側コイルエンド（図示せず）とを有する。
【００４４】
１は松葉状導体の基端側コイルエンド１、２はステータコア、３はスロットである。松葉状導体の基端側コイルエンド１は、略径方向及び略軸方向に延在するＣ字状の頭部１１、頭部１１の径内側（ステータコアの）から周方向一方側へ延在する第一の脚部１２と、頭部１１の径外側から周方向他方側へ延在する第二の脚部１３とからなる。
【００４５】
この基端側コイルエンド１は、銅平角線に樹脂被覆後、図７、図８に示すように、第一の脚部１２を折り曲げて、周方向一方側へ延在する周方向延在部１２１と、この周方向延在部１２１の先端から軸方向に伸びてスロット導体部４に連なる軸方向延在部１２２とを設け、同じく、第二の脚部１３を折り曲げて、周方向一方側へ延在する周方向延在部１３１と、この周方向延在部１３１の先端から軸方向に伸びてスロット導体部５に連なる軸方向延在部１３２とを設け、スロット導体部４、５を互いに周方向に電気角π異なる一対のスロットの径方向異なるスロット導体収容位置に個別に収容してなる。その後、従来同様、各先端側コイルエンドの両先端を所定の順序に接合してステータコイルとする。
【００４６】
図２において、Ｒは基端側コイルエンド１の頭部１１の外周縁１１０の曲率半径、ｒは基端側コイルエンド１の頭部１１の内周縁１１１の曲率半径、Ｗはスロット導体部４、５の径方向幅、ｄはスロット導体部４、５の間の径方向ギャップである。
【００４７】
この実施例では、図２に示すように、基端側コイルエンド１の頭部１１に内周縁１１１に隣接して内周縁１１１１４を凹設している。曲率中心ｍを中心とする内周縁１１１（内周曲部１１４）の曲率半径ｒは一対のスロット導体部４、５の間の径方向ギャップｄよりも大きく設定される。
【００４８】
このようにすれば、内周曲部１１４が大きいために、図９を用いて前に説明したところの周方向に隣接する一対の頭部１１の内周縁１１１の径内側部分１１２と径外側部分１１３との交差時の接触を防止することができ、コイルの部分短絡を防止することができる。
【００４９】
なお、図２における一点鎖線は、基端側コイルエンド１の頭部１１と脚部１２、１３とスロット導体部４、５とを区分するためのものである。
【００５０】
【実施例２】
実施例２の松葉状導体順次接続型ステータコイルの基端側コイルエンドを図３を参照して説明する。この実施例の基端側コイルエンド１は、図５〜図９に示すコイルエンド１の外周縁１１０及び内周縁１１１の形状を変更したものである。
【００５１】
この実施例の基端側コイルエンド１では、その径方向幅は、スロット導体部４、５の幅２Ｗとそれらの間の径方向ギャップｄとの和以下とされている。また、基端側コイルエンド１の脚部１２の径内側の表面１１７はスロット導体部４の径内側表面４０と同直線上又はそれより径外側に設けられ、基端側コイルエンド１の脚部１３の径外側の表面１１８はスロット導体部５の径外側表面５０と同直線上又はそれより径外側に設けられている。
【００５２】
更に、基端側コイルエンド１の頭部１１の外周縁１１０は、径内側表面４０と径外側表面５０との範囲内に設けられ、更にその上、頭部１１の最大軸方向幅Ｗ１はスロット導体部４、５の径方向幅Ｗより狭くされている。
【００５３】
このようにすれば、内周曲部１１４によりコイル短絡を防止できるとともに、回転電機のコイルエンド収容空間の増大を防いで回転電機の体格増大を防止することができ、コイル重量も低減することができる。
【００５４】
【実施例３】
実施例３の松葉状導体順次接続型ステータコイルの基端側コイルエンドを図４を参照して説明する。この実施例の基端側コイルエンド１は、図３に示すコイルエンド１の外周縁１１０及び内周縁１１１の形状を変更したものである。
【００５５】
この実施例の基端側コイルエンド１では、その径方向幅は、スロット導体部４、５の幅２Ｗとそれらの間の径方向ギャップｄとの和以下とされている。また、基端側コイルエンド１の脚部１２の径内側の表面１１７及び頭部１１の径内側の辺部１１９はスロット導体部４の径内側表面４０と同直線上又はそれより径外側に設けられ、基端側コイルエンド１の脚部１３の径外側の表面１１８及び頭部１１の径外側の辺部１２０はスロット導体部５の径外側表面５０と同直線上又はそれより径外側に設けられている。更に、基端側コイルエンド１の頭部１１の外周縁１１０は、径方向に延在する辺部１２１を有する。
【００５６】
すなわち、この実施例の基端側コイルエンド１は周方向に見て略面取りした四角形形状を有し、これにより、回転電機のコイルエンド収容スペースの径方向幅又は軸方向長を増大することなく、更に製造工程の複雑化を招くことなくコイルの電気抵抗を低減することができる。
【００５７】
更にこの実施例では、内周曲部１１４を囲む基端側コイルエンド１の内周縁１１１も、周方向にみて軸方向に延在する軸方向延在辺部１１５と、周方向にみて径方向に延在する径方向延在辺部１１６とをもち、周方向にみて略面取り四角形に形成される。このようにすれば内周曲部１１４の面積を減らしつつ、上記コイル短絡問題を良好に防止することができる。
【００５８】
更にその上、この実施例では、頭部１１の最大軸方向幅Ｗ１はスロット導体部４、５の径方向幅Ｗより狭くされているので、回転電機のコイルエンド収容空間の増大を防いで回転電機の体格増大を防止することができ、コイル重量も低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例１の回転電機の松葉状導体接合型コイルの要部斜視図である。
【図２】  図１に示す松葉状導体の基端側コイルエンドを示す平面図である。
【図３】  実施例２の松葉状導体の基端側コイルエンドを示す平面図である。
【図４】  実施例３の松葉状導体の基端側コイルエンドを示す平面図である。
【図５】  参考例の回転電機の松葉状導体接合型コイルの要部斜視図である。
【図６】  図５に示す松葉状導体の基端側コイルエンドを示す平面図である。
【図７】  図６に示す松葉状導体の基端側コイルエンドを示す正面図である。
【図８】  図６、図７に示す松葉状導体の基端側コイルエンドを示す側面図である。
【図９】  図５〜図８に示す松葉状導体を５本配列した状態を示す配列図である。
【符号の説明】
１は松葉状導体の基端側コイルエンド、２はステータコア（コア）、３はスロット、４、５はスロット導体部、１１は頭部、１２は脚部（第一の脚部）、１３は脚部（第二の脚部）、１１０は頭部１１の外周縁、１１１は基端側コイルエンド１の内周縁、１１４は基端側コイルエンド１の内周曲部、Ｗはスロット導体部４、５の径方向幅、Ｗ１は頭部１１の軸方向幅、１１５は内周曲部１１４の軸方向辺部、１１６は内周曲部１１４の径方向辺部、１１７〜１２０は基端側コイルエンド１の外周縁１１０の軸方向辺部、１２１は基端側コイルエンド１の外周縁１１０の径方向辺部。
【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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【図９】
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