JP2018182784A - 回転電機のステータ - Google Patents

Abstract

【課題】回転電機の軸方向長さを抑制しつつ、安価、且つ簡単な構造でコイル間の絶縁を確保可能な回転電機のステータを提供する。
【解決手段】回転電機のステータ１０は、複数のスロット２３を有するステータコア２１と、セグメント化されたＵ相コイル５０Ｕ、Ｖ相コイル５０Ｖ、及びＷ相コイル５０Ｗと、を備える。Ｕ相コイル５０Ｕ、Ｖ相コイル５０Ｖ、及びＷ相コイル５０Ｗは、ステータコア２１の複数のスロット２３にそれぞれ挿入され、略直線状に延びる複数のスロットコイル２５と、同相のスロットコイル２５同士を接続して渡り部を構成する複数の接続コイル４０と、を有する。複数の接続コイル４０は、それぞれ絶縁プレート３１Ｒ，３１Ｌに形成された外側面溝３７及び内側面溝３８に収容されており、複数の接続コイル４０のうち周方向で一つ置きの接続コイル４０に絶縁カバー１５０が設けられて絶縁されている。
【選択図】図１１

Description

本発明は、電気自動車、ハイブリッド自動車等に搭載可能な回転電機のステータに関する。

特許文献１には、同相のコイルバー同士を接続する渡り部を、絶縁プレートによって絶縁された状態で、軸方向の異なる位置に配置される内側コネクトコイルと外側コネクトコイルによって構成して、渡り部の軸方向への張り出しを抑制すると共にステータの小型化を図った回転電機のステータが記載されている。

特許第５３８９１０９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の回転電機のステータによると、隣接するコネクトコイル間の絶縁は、絶縁プレートに形成され、コネクトコイルが挿入された溝部の隔壁によって確保している。従って、隣接するコネクトコイル間の絶縁に必要な沿面距離を確保するためには、隔壁の高さを高くする必要があり、回転電機の軸方向長さが長くなって、車両への搭載性に影響を及ぼす可能性があった。さらに、絶縁プレートが樹脂製の場合、隔壁の高い絶縁プレートは、成型金型の製作や型抜き性など、製作し難い課題があった。また、ステータコイルを構成するすべてのコイル部材に対して絶縁処理することも考えられるが、製造コストが嵩む問題があり、改善の余地があった。

本発明の目的は、回転電機の軸方向長さを抑制しつつ、安価、且つ簡単な構造で接続コイル間の絶縁を確保可能な回転電機のステータを提供することである。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
複数のスロット（例えば、後述の実施形態でのスロット２３）を有するステータコア（例えば、後述の実施形態でのステータコア２１）と、
セグメント化された複数相のコイル（例えば、後述の実施形態でのＵ相コイル５０Ｕ、Ｖ相コイル５０Ｖ、及びＷ相コイル５０Ｗ）と、を備え、
前記セグメント化された複数相のコイルは、前記ステータコアの複数のスロットにそれぞれ挿入され、略直線状に延びる複数のスロットコイル（例えば、後述の実施形態でのスロットコイル２５）と、同相の前記スロットコイル同士を接続して渡り部を構成する複数の接続コイル（例えば、後述の実施形態での接続コイル４０）と、を有する、回転電機のステータ（例えば、後述の実施形態での回転電機のステータ１０）であって、
複数の前記接続コイルは、それぞれ絶縁プレート（例えば、後述の実施形態での絶縁プレート３１Ｌ、３１Ｒ）に形成された溝部（例えば、後述の実施形態での外側面溝３７及び内側面溝３８）に収容されており、
複数の前記接続コイルのうち周方向で一つ置きの接続コイルに絶縁部（例えば、後述の実施形態での絶縁カバー１５０、絶縁被膜１６０）が設けられている。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記絶縁部は、前記絶縁プレートに固定される絶縁カバー（例えば、後述の実施形態での絶縁カバー１５０）である。

また、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、
前記接続コイルが収容される前記溝部と前記絶縁カバーとにより冷媒通路（例えば、後述の実施形態での冷媒通路１５１）が形成される。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記絶縁部は、前記接続コイルを覆う絶縁被膜（例えば、後述の実施形態での絶縁被膜１６０）である。

また、請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、
前記溝部の高さ（例えば、後述の実施形態での溝部の高さＨ１，Ｈ３）は前記接続コイルの高さ（例えば、後述の実施形態での接続コイルの高さＨ２，Ｈ４）よりも高い。

請求項１に記載の発明によれば、周方向で一つ置きの接続コイルに絶縁部を設けることで、全ての接続コイルに絶縁部を設けた場合と比較して、隣接する接続コイルの絶縁性を確保しながら製造コストの増加を抑制できる。また、溝部を区画する隔壁の高さを抑えることができるのでステータの大型化が抑制される。さらに、絶縁部を設けない接続コイルは冷却性能が高いので、コイルの冷却性への影響を低減できる。

請求項２に記載の発明によれば、絶縁カバーにより、接続コイルが収容される溝部を封止することで絶縁カバーと溝部とで画成される空間を冷媒の貯留空間とすることができ、接続コイルを効果的に冷却できる。

請求項３に記載の発明によれば、溝部と絶縁カバーとにより形成された冷媒通路に冷媒を流すことで、効率的に接続コイルを冷却できる。

請求項４に記載の発明によれば、接続コイルを絶縁被覆することで容易に絶縁部を形成することができ、製造コストを抑制することができる。

請求項５に記載の発明によれば、溝を区画する隔壁によって絶縁距離を確保できるので、絶縁部を簡素化でき、製造コストが低減する。

本発明に係る一実施形態の回転電機のステータの外観斜視図である。 図１に示す回転電機のステータの分解斜視図である。 ステータコアの各スロットに挿入された３本のスロットコイルの斜視図である。 第１絶縁プレートの内側面溝に配置される内側接続コイル、及び外側面溝に配置される外側接続コイルの要部分解斜視図である。 同相のスロットコイル（内径側スロットコイル）同士が外側接続コイルと内側接続コイルとで接合された接合状態を抜き出して示す斜視図である。 ３本のスロットコイルが、それぞれ外側接続コイル及び内側接続コイルと接合された接合状態を示す要部断面図である。 Ｕ相の外径側スロットコイルの接続構造を抜き出して示す模式図である。 第２絶縁プレート組立体上に第１絶縁プレート組立体が積層されて第１絶縁プレート組立体の内側接続コイル及び外側接続コイルが内径側スロットコイルと接合される状態を示す要部斜視図である。 Ｕ相コイルの斜視図である。 図２の回転電機のステータにおける、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルの結線態様を示す模式図である。 本発明に係る第１実施形態の絶縁構造を有する絶縁プレート組立体の外側面図である。 （ａ）は、図１１のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図であり、（ｂ）は、従来の絶縁プレート組立体の図１２（ａ）相当の断面図である。 本発明に係る第２実施形態の絶縁構造を有する絶縁プレート組立体の外側面図である。

以下、本発明の一実施形態の回転電機のステータについて、図面を参照して説明する。
［ステータ］
図２に示すように、ステータ１０は、ステータコア組立体２０と、一対の絶縁プレート組立体３０Ｌ、３０Ｒと、を備え、絶縁プレート組立体３０Ｌ、３０Ｒが、ステータコア組立体２０の両側に配置されて組み付けられている。

［１ ステータコア組立体］
ステータコア組立体２０は、ステータコア２１と、複数のスロットコイル２５と、を備える。

［１−１ ステータコア］
ステータコア２１は、例えば、プレス抜きされた複数枚の珪素鋼板が積層されて構成され、その径方向内側に、複数のティース２２と、隣接するティース２２間に形成される複数のスロット２３とを備える。スロット２３は、ステータコア２１の軸方向に貫通して形成され、軸方向から見てステータコア２１の径方向に長い略長円形状に形成され、開口部２４がステータコア２１の内周面に開口している。なお、ステータコア２１の外周部には、ステータコア２１を不図示のハウジングに締結する複数の締結部１５が設けられている。

［１−２ スロットコイル］
各スロット２３に挿入されるスロットコイル２５は、図３及び図６も参照して、断面長方形状の板状導体である外径側スロットコイル２６と中間スロットコイル２７と内径側スロットコイル２８とを有し、各スロットコイル２６，２７，２８の周囲が射出成形された樹脂などで絶縁されている。

外径側スロットコイル２６、中間スロットコイル２７、及び内径側スロットコイル２８は、この順で長く設定されている。具体的には、外径側スロットコイル２６は、ステータコア２１の軸方向幅Ｌ１（図１参照）と、後述する接続コイル４０の３枚分の軸方向幅（３×Ｌ２）の和と略等しい長さ（Ｌ１＋３×Ｌ２）に設定され、中間スロットコイル２７は、ステータコア２１の軸方向幅Ｌ１と、接続コイル４０の７枚分の軸方向幅（７×Ｌ２）の和と略等しい長さ（Ｌ１＋７×Ｌ２）に設定され、内径側スロットコイル２８は、ステータコア２１の軸方向幅Ｌ１と、接続コイル４０の１１枚分の軸方向幅（１１×Ｌ２）の和と略等しい長さ（Ｌ１＋１１×Ｌ２）に設定されている。

図６に示すように、外径側スロットコイル２６、中間スロットコイル２７、及び内径側スロットコイル２８は、この順でスロット２３の外径側から径方向内側に向かって配置される。即ち、外径側スロットコイル２６は、スロット２３の外径側に挿入され、内径側スロットコイル２８は、スロット２３の内径側に挿入され、中間スロットコイル２７は、外径側スロットコイル２６と内径側スロットコイル２８との間（中間）に挿入される。

また、外径側スロットコイル２６は、ステータコア２１の一方の端面２１ａから接続コイル４０の２枚分の軸方向幅（２×Ｌ２）だけ突出するように、従って、ステータコア２１の他方の端面２１ｂからは接続コイル４０の１枚分の軸方向幅（Ｌ２）だけ突出するようにスロット２３に挿入されている。以後、この挿入状態の外径側スロットコイル２６を凸状態の外径側スロットコイル２６とも言う。

さらに、該スロット２３と周方向で隣接するスロット２３には、ステータコア２１の一方の端面２１ａから接続コイル４０の１枚分の軸方向幅（Ｌ２）だけ突出するように、従って、ステータコア２１の他方の端面２１ｂからは接続コイル４０の２枚分の軸方向幅（２×Ｌ２）だけ突出するようにスロット２３に挿入されている。以後、この挿入状態の外径側スロットコイル２６を凹状態の外径側スロットコイル２６とも言う。

この凸状態、及び凹状態の外径側スロットコイル２６は、ステータコア２１の周方向に交互に配置されている。即ち、スロット２３に挿入された外径側スロットコイル２６は、ステータコア２１の周方向に凸状態と凹状態とが、交互に配置される。

凸状態の外径側スロットコイル２６が挿入されたスロット２３には、外径側スロットコイル２６の内径側に中間スロットコイル２７が挿入される。該中間スロットコイル２７は、ステータコア２１の一方の端面２１ａから接続コイル４０の３枚分の軸方向幅（３×Ｌ２）だけ突出するように、従って、ステータコア２１の他方の端面２１ｂからは接続コイル４０の４枚分の軸方向幅（４×Ｌ２）だけ突出するようにスロット２３に挿入されている。以後、この挿入状態の中間スロットコイル２７を凹状態の中間スロットコイル２７とも言う。

また、該スロット２３に周方向で隣接し、凹状態の外径側スロットコイル２６が挿入されたスロット２３に挿入される中間スロットコイル２７は、ステータコア２１の一方の端面２１ａから接続コイル４０の４枚分の軸方向幅（４×Ｌ２）だけ突出するように、従って、ステータコア２１の他方の端面２１ｂからは接続コイル４０の３枚分の軸方向幅（３×Ｌ２）だけ突出するようにスロット２３に挿入されている。以後、この挿入状態の中間スロットコイル２７を凸状態の中間スロットコイル２７とも言う。

そして、外径側スロットコイル２６の内径側でスロット２３に挿入された中間スロットコイル２７は、ステータコア２１の周方向に凹状態と凸状態とが、交互に配置される。

凸状態の外径側スロットコイル２６、及び凹状態の中間スロットコイル２７が挿入されたスロット２３には、中間スロットコイル２７の内径側に内径側スロットコイル２８が挿入される。該内径側スロットコイル２８は、ステータコア２１の一方の端面２１ａから接続コイル４０の６枚分の軸方向幅（６×Ｌ２）だけ突出するように、従って、ステータコア２１の他方の端面２１ｂからは接続コイル４０の５枚分の軸方向幅（５×Ｌ２）だけ突出するようにスロット２３に挿入されている。以後、この挿入状態の内径側スロットコイル２８を凸状態の内径側スロットコイル２８とも言う。

従って、このスロット２３には、径方向外側から凸状態の外径側スロットコイル２６、凹状態の中間スロットコイル２７、及び凸状態の内径側スロットコイル２８が径方向に配列されている。

また、該スロット２３に周方向で隣接し、凹状態の外径側スロットコイル２６、及び凸状態の中間スロットコイル２７が挿入されたスロット２３には、中間スロットコイル２７の内径側に内径側スロットコイル２８が挿入される。該内径側スロットコイル２８は、ステータコア２１の一方の端面２１ａから接続コイル４０の５枚分の軸方向幅（５×Ｌ２）だけ突出するように、従って、ステータコア２１の他方の端面２１ｂからは接続コイル４０の６枚分の軸方向幅（６×Ｌ２）だけ突出するようにスロット２３に挿入されている。以後、この挿入状態のスロットコイル２５を凹状態の内径側スロットコイル２８とも言う。

このように、各スロットコイル２５（外径側スロットコイル２６、中間スロットコイル２７、及び内径側スロットコイル２８）は、ステータコア２１の複数のスロット２３に、周方向及び径方向で、凸状態及び凹状態で交互に挿入されてステータコア２１の周方向及び径方向に並べられ、ステータコア組立体２０を構成する。

また、外径側スロットコイル２６、中間スロットコイル２７、及び内径側スロットコイル２８と、ステータコア２１のスロット２３との間は、各スロットコイル２６、２７、２８を被覆する絶縁材によりステータコア２１との絶縁が確保されている。

［２ 絶縁プレート組立体］
ステータコア組立体２０の両側にそれぞれ配置される絶縁プレート組立体３０Ｌ、３０Ｒは、それぞれ絶縁プレート３１Ｌ、３１Ｒと、複数の接続コイル４０と、を備える。詳細には、絶縁プレート組立体３０Ｌ、３０Ｒは、軸方向外側から順に、第１絶縁プレート組立体３０１Ｌ、３０１Ｒと、第２絶縁プレート組立体３０２Ｌ、３０２Ｒと、第３絶縁プレート組立体３０３Ｌ、３０３Ｒと、を備える。各絶縁プレート組立体３０１Ｌ、３０１Ｒ、３０２Ｌ、３０２Ｒ、３０３Ｌ、３０３Ｒは、それぞれ略円環状の第１絶縁プレート３１１Ｌ、３１１Ｒ、第２絶縁プレート３１２Ｌ、３１２Ｒ、及び第３絶縁プレート３１３Ｌ、３１３Ｒと、複数の接続コイル４０を有し、略同一構造を有する。

第１絶縁プレート３１１Ｌ、３１１Ｒ、第２絶縁プレート３１２Ｌ、３１２Ｒ、及び第３絶縁プレート３１３Ｌ、３１３Ｒは、略円環状部材であり、外径がこの順で次第に大きく形成されている（図６参照）。

［２−１ 絶縁プレート］
図６に示すように、第１絶縁プレート３１１Ｒ、第２絶縁プレート３１２Ｒ、及び第３絶縁プレート３１３Ｒは、絶縁性を有する樹脂（非磁性材）等によって成形された略円環状部材である。第１絶縁プレート３１１Ｒ、第２絶縁プレート３１２Ｒ、及び第３絶縁プレート３１３Ｒの内径は、スロット２３に挿入された内径側スロットコイル２８の内周側をつなぐ仮想円の直径よりわずかに小さくなっている。なお、各絶縁プレート３１１Ｌ、３１１Ｒ、３１２Ｌ、３１２Ｒ、３１３Ｌ、３１３Ｒは略同一の構成を有するので、以下では、主として第１絶縁プレート３１１Ｒを例に説明する。

図４に示すように、第１絶縁プレート３１１Ｒの内径側には、外側面３５と内側面３６とを連通する複数の貫通孔３２が形成されている。この複数の貫通孔３２は、スロット２３と略同一形状を有し、スロット２３に対応して、同一円周上に等間隔に形成されている。

図６に示すように、第１絶縁プレート３１１Ｒの貫通孔３２は、後述する外側接続コイル４１に接合される凸状態の内径側スロットコイル２８が軸方向に貫通する孔であるとともに、後述する内側接続コイル４２と凹状態の内径側スロットコイル２８とを接合するための接合作業孔である。第２絶縁プレート３１２Ｒの貫通孔３２は、後述する外側接続コイル４１に接合される凸状態の中間スロットコイル２７と中間スロットコイル２７よりも内径側に位置する内径側スロットコイル２８とが軸方向に貫通する孔であるとともに、後述する内側接続コイル４２と凹状態の中間スロットコイル２７とを接合するための接合作業孔である。第３絶縁プレート３１３Ｒの貫通孔３２は、後述する外側接続コイル４１に接合される凸状態の外径側スロットコイル２６と外径側スロットコイル２６よりも内径側に位置する内径側スロットコイル２８及び中間スロットコイル２７とが軸方向に貫通する孔であるとともに、後述する内側接続コイル４２と凹状態の外径側スロットコイル２６とを接合するための接合作業孔である。

また、第１絶縁プレート３１１Ｒの外径側には、外側面３５と内側面３６とを連通する複数の接続コイル接合孔３４が等間隔に形成されている。接続コイル接合孔３４は、外側接続コイル４１の外径側端部４３と内側接続コイル４２の外径側端部４４とをレーザー溶接などで接合するための貫通孔である。

外側面３５及び内側面３６には、図４及び図６に示すように、それぞれ外側面３５及び内側面３６に開口する断面略コの字型の複数の外側面溝３７及び内側面溝３８が円周方向に近接して形成されている。

図４に示すように、各内側面溝３８は、正面視において、接続コイル接合孔３４と、この接続コイル接合孔３４から反時計方向に所定の角度離間した貫通孔３２とを接続するように、略Ｓ字形状に形成されている。また、各外側面溝３７は、接続コイル接合孔３４と、この接続コイル接合孔３４から時計方向に所定の角度離間した貫通孔３２とを接続するように略Ｓ字形状に形成されている（図示せず）。即ち、第１絶縁プレート３１１Ｒにおいては、凸状態の内径側スロットコイル２８が貫通する貫通孔３２と該貫通孔３２と周方向に離間した凹状体の内径側スロットコイル２８が位置する貫通孔３２とは、外側面溝３７及び内側面溝３８が共通に連続する接続コイル接合孔３４を介して接続されている。

内側面溝３８の深さＨ１は、内側接続コイル４２の厚さＨ２（図５に示す軸方向幅Ｌ２と同じ）より深く、外側面溝３７の深さＨ３は、外側接続コイル４１の厚さＨ４（図５に示す軸方向幅Ｌ２と同じ）より深くなっている。

互いに隣接する各外側面溝３７、３７間、及び各内側面溝３８、３８間は、隔壁３１ｂ及び後述する絶縁構造によって絶縁され、また、軸方向において対向する外側面溝３７と内側面溝３８とは中間壁３１ｃによって絶縁される。

［２−２ 接続コイル］
図４〜図６に示すように、接続コイル４０は、銅などの導電材料によって板状に形成されており、外側面溝３７にそれぞれ挿入される外側接続コイル４１と、内側面溝３８にそれぞれ挿入される内側接続コイル４２とに分けることができる。外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２は同一の板厚を有する。なお、ここで言う外側接続コイル４１とは、ステータコア組立体２０と絶縁プレート組立体３０Ｌ、３０Ｒとが組み付けられたとき、ステータ１０の軸方向外側となる接続コイル４０のことであり、内側接続コイル４２とは、ステータ１０の軸方向内側となる接続コイル４０のことである。

図５も参照して、外側接続コイル４１は、一様厚（Ｌ２）を有する断面長方形状の板状導体であって、矩形部４１ａと矩形部４１ａから一体に延設された延設部４１ｂとを有し、外側面溝３７と同一形状の略Ｓ字形状に形成されている。なお、第１絶縁プレート３１１Ｌ、３１１Ｒと第２絶縁プレート３１２Ｌ、３１２Ｒと第３絶縁プレート３１３Ｌ、３１３Ｒとに配置される外側接続コイル４１は、基本的に同一の構成を有するが、接続されるスロットコイル２５の位置に応じて矩形部４１ａの大きさ（径方向幅）が異なっている。ここでも、第１絶縁プレート３１１Ｒに接続される外側接続コイル４１を例に説明すると、外側接続コイル４１が外側面溝３７に挿入されたとき、貫通孔３２に対応する矩形部４１ａの角部は、内側部分の厚さが略半分削除されて内径側スロットコイル２８との接合部４１ｃが形成されている。また、延設部４１ｂは、その先端の内側部分の厚さが略半分削除されて、内側接続コイル４２との接合部４１ｄが形成されている。

内側接続コイル４２は、一様厚（Ｌ２）を有する断面長方形状の板状導体であって、矩形部４２ａと矩形部４２ａから一体に延設された延設部４２ｂとを有し、内側面溝３８と同一形状の略Ｓ字形状に形成されている。なお、第１絶縁プレート３１１Ｌ、３１１Ｒと第２絶縁プレート３１２Ｌ、３１２Ｒと第３絶縁プレート３１３Ｌ、３１３Ｒとに配置される内側接続コイル４２は、基本的に同一の構成を有するが、接続されるスロットコイル２５の位置に応じて矩形部４２ａの大きさ（径方向幅）が異なっている。ここでも、第１絶縁プレート３１１Ｒに接続される内側接続コイル４２を例に説明すると、内側接続コイル４２が内側面溝３８に挿入されたとき、貫通孔３２に対応する矩形部４２ａの角部は、内側部分の厚さが略半分削除されて内径側スロットコイル２８との接合部４２ｃが形成されている。また、延設部４２ｂは、その先端が外面側に向かってクランク状に屈曲形成され、外側接続コイル４１との接合部４２ｄが形成されている。

外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２は、所定の板厚を有する金属板（例えば銅板）からプレス打抜等の加工を行うことにより、所望の軸方向幅及び所望の平面形状に形成することができる。

図４に示すように、内側接続コイル４２は、第１絶縁プレート３１１Ｒの内側面溝３８に挿入される。内側接続コイル４２の接合部４２ｃは、貫通孔３２に対応して配置される。これにより、第２絶縁プレート組立体３０２Ｒ上に第３絶縁プレート組立体３０３Ｒを組み付ける際、ステータコア２１のスロット２３に挿入されて貫通孔３２（図中左側の貫通孔３２）に位置する凹状態の内径側スロットコイル２８と当接する。

外側接続コイル４１が第１絶縁プレート３１１Ｒの外側面溝３７に挿入されると、外側接続コイル４１の接合部４１ｃは貫通孔３２に対応して配置される。これにより、第２絶縁プレート組立体３０２Ｒ上に第３絶縁プレート組立体３０３Ｒを組み付ける際、ステータコア２１のスロット２３に挿入されて貫通孔３２を貫通して突出する凸状態の内径側スロットコイル２８と当接する。

外側接続コイル４１の接合部４１ｄと内側接続コイル４２の接合部４２ｄとは、図４に示すように、いずれも接続コイル接合孔３４に対応して配置され、図５に示すように対応する外側接続コイル４１の接合部４１ｄの下面と内側接続コイル４２の接合部４２ｄの上面とが、全面に亘って当接する。

［３ 接合］
互いに当接する、外側接続コイル４１の接合部４１ｃと凸状態の内径側スロットコイル２８、内側接続コイル４２の接合部４２ｃと凹状態の内径側スロットコイル２８、及び、外側接続コイル４１の接合部４１ｄと内側接続コイル４２の接合部４２ｄは、いずれも板厚方向に対して交差する平面状の板表面同士が溶接により、好ましくはレーザー溶接により接合される。このとき、いずれの接合部も、第１絶縁プレート組立体３０１Ｒの外面側に露出しているので、容易に接合することができる。このことは、第１絶縁プレート組立体３０１Ｌ、第２絶縁プレート組立体３０２Ｌ、３０２Ｒ、及び第３絶縁プレート組立体３０３Ｌ、３０３Ｒでも同様である。

複数の外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２がそれぞれ第３絶縁プレート３１３Ｒの外側面溝３７及び内側面溝３８に組み込まれた第３絶縁プレート組立体３０３Ｒを、各スロット２３にそれぞれ外径側スロットコイル２６、中間スロットコイル２７、及び内径側スロットコイル２８が挿入されたステータコア組立体２０の側面に配置すると、図６に示すように、各外側接続コイル４１の接合部４１ｃと各凸状態の外径側スロットコイル２６の端面とが当接すると共に、各内側接続コイル４２の接合部４２ｃと各凹状態の外径側スロットコイル２６の端面とが当接する。また同時に、外側接続コイル４１の接合部４１ｄと内側接続コイル４２の接合部４２ｄとが当接する。

このとき、外径側スロットコイル２６は、凸状態と凹状態とが周方向に交互に配置されているので、外側接続コイル４１の接合部４１ｃに当接する外径側スロットコイル２６が凸状態とすると、内側接続コイル４２の接合部４２ｃに当接する外径側スロットコイル２６は凹状態となる。

第３絶縁プレート組立体３０３Ｒがステータコア組立体２０の側面に配置されたとき、内側接続コイル４２の接合部４２ｃの外側面は、第３絶縁プレート３１３Ｒの貫通孔３２、及び外側接続コイル４１の切欠き部４１ｅを介して外側面に露出している（図９も参照）。

従って、第３絶縁プレート組立体３０３Ｒの外側面から接合部にレーザーを照射することが可能となる。これにより、外側接続コイル４１の接合部４１ｃと凸状態の外径側スロットコイル２６、内側接続コイル４２の接合部４２ｃと凹状態の外径側スロットコイル２６、及び外側接続コイル４１の接合部４１ｄと内側接続コイル４２の接合部４２ｄを外側面からレーザー溶接することができる。

第３絶縁プレート組立体３０３Ｒがステータコア組立体２０に組み付けられたとき、中間スロットコイル２７及び内径側スロットコイル２８は、第３絶縁プレート３１３Ｒの貫通孔３２を通って軸方向に突出している。

図７は、６ターン、７２スロットのステータ１０における、外側接続コイル４１、内側接続コイル４２、及び外径側スロットコイル２６のＵ相コイルを抜き出してその接続状態を模式的に示す図であり、第３絶縁プレート組立体３０３Ｒの外側接続コイル４１（理解を容易にするためここでは図７では４１Ａとする。）及び内側接続コイル４２（理解を容易にするためここでは図７では４２Ａとする。）の接続を実線で、第３絶縁プレート組立体３０３Ｌの外側接続コイル４１（理解を容易にするためここでは図７では４１Ｂとする。）及び内側接続コイル４２（理解を容易にするためここでは図７では４２Ｂとする。）の接続を一点鎖線で示している。また、図７では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のうち同一の相の外径側スロットコイル２６、中間スロットコイル２７、及び内径側スロットコイル２８には同じハッチングを付している。

第３絶縁プレート組立体３０３Ｒの第３絶縁プレート３１３Ｒでは、図中実線で示すように、凸状態の外径側スロットコイル２６に接合された外側接続コイル４１Ａと、該外径側スロットコイル２６と同一円周上に配置され、且つ該外径側スロットコイル２６から周方向に７個離間した凹状態の外径側スロットコイル２６に接合された内側接続コイル４２Ａとが、外側接続コイル４１Ａの外径側端部４３と内側接続コイル４２Ａの外径側端部４４とで接合されている。即ち、第３絶縁プレート組立体３０３Ｒでは、同一円周上に配置された外径側スロットコイル２６同士が、接続ピッチＰ１で接続されている。

また、第３絶縁プレート組立体３０３Ｌの第３絶縁プレート３１３Ｌでは、図中一点鎖線で示すように、凹状態（第３絶縁プレート組立体３０３Ｌ側では凸状態）の外径側スロットコイル２６に外側接続コイル４１Ｂが接合し、該外径側スロットコイル２６と同一円周上に配置され、且つ該外径側スロットコイル２６からさらに５個離間した凸状態（第３絶縁プレート組立体３０３Ｌ側では凹状態）の外径側スロットコイル２６に接合された内側接続コイル４２Ｂとが、外側接続コイル４１Ｂの外径側端部４３と内側接続コイル４２Ｂの外径側端部４４とで接合されている。即ち、第３絶縁プレート組立体３０３Ｌでは、同一円周上に配置された外径側スロットコイル２６同士が、接続ピッチＰ２で接続されている。

このように第３絶縁プレート組立体３０３Ｒの第３絶縁プレート３１３Ｒにおける接続ピッチＰ１と、第３絶縁プレート組立体３０３Ｌの第３絶縁プレート３１３Ｌにおける接続ピッチＰ２とは、異なるピッチに設定されている。

ステータコア組立体２０の両側面に第３絶縁プレート組立体３０３Ｒ，３０３Ｌが組み付けられた後、第３絶縁プレート組立体３０３Ｒと同様に、第２絶縁プレート３１２Ｒ，３１２Ｌの外側面溝３７に外側接続コイル４１が挿入され、内側面溝３８に内側接続コイル４２が挿入された第２絶縁プレート組立体３０２Ｒ，３０２Ｌが、第３絶縁プレート組立体３０３Ｒ，３０３Ｌ上に重ね合わされて、各外側接続コイル４１の接合部４１ｃと各凸状態の中間スロットコイル２７の端面、各内側接続コイル４２の接合部４２ｃと各凹状態の中間スロットコイル２７の端面、及び各外側接続コイル４１の外径側端部４３と各内側接続コイル４２の外径側端部４４とが、レーザー溶接などで接合される。中間スロットコイル２７は、第３絶縁プレート３１３Ｒ，３１３Ｌの貫通孔３２から軸方向に突出しているので、第２絶縁プレート組立体３０２Ｒ，３０２Ｌを容易に中間スロットコイル２７に接合できる。

このように第２絶縁プレート組立体３０２Ｒ，３０２Ｌが組み付けられた後、さらに、図８に示すように、第１絶縁プレート３１１Ｒ，３１１Ｌの外側面溝３７に外側接続コイル４１が挿入され、内側面溝３８に内側接続コイル４２が挿入された第１絶縁プレート組立体３０１Ｒ，３０１Ｌが、それぞれ第２絶縁プレート組立体３０２Ｒ、３０２Ｌに重ね合わされて、各外側接続コイル４１の接合部４１ｃと各凸状態の内径側スロットコイル２８の端面、各内側接続コイル４２の接合部４２ｃと各凹状態の内径側スロットコイル２８の端面、及び各外側接続コイル４１の外径側端部４３と内側接続コイル４２の外径側端部４４とが、レーザー溶接などで接合されてステータ１０が組み付けられる。このときも、内径側スロットコイル２８は、第２絶縁プレート３１２Ｒ，３１２Ｌの内径側から軸方向に突出しているので、第１絶縁プレート組立体３０１Ｒ，３０１Ｌを容易に内径側スロットコイル２８に接合できる。

このように接合することで、ステータコア２１のスロット２３に挿入された外径側スロットコイル２６、中間スロットコイル２７、及び内径側スロットコイル２８が、外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２を介して電気的に接続された状態で、ステータコア組立体２０に第３絶縁プレート組立体３０３Ｌ、３０３Ｒと、第２絶縁プレート組立体３０２Ｌ、３０２Ｒと、第１絶縁プレート組立体３０１Ｌ、３０１Ｒとが、軸方向内側からこの順で組み付けられる。第１、第２、及び第３絶縁プレート組立体３０１Ｌ、３０１Ｒ、３０２Ｌ、３０２Ｒ、３０３Ｌ、３０３Ｒの各外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２は、同一円周上に配置された同相（例えば、Ｕ相）のスロットコイル２５同士を接続してコイルの渡り部（コイルエンド）を構成する。

続いて、上記したように構成された回転電機のステータ１０のコイル５０の接続について図１０を参照しながらより具体的に説明する。
Ｕ相の内径側スロットコイル２８同士は第１絶縁プレート組立体３０１Ｌ、３０１ＲのＵ相の外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２を介して直列に接続されて第１Ｕ相コイル５１Ｕを形成し、Ｕ相の中間スロットコイル２７同士は第２絶縁プレート組立体３０２Ｌ、３０２ＲのＵ相の外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２を介して直列に接続されて第２Ｕ相コイル５２Ｕを形成し、Ｕ相の外径側スロットコイル２６同士は第３絶縁プレート組立体３０３Ｌ、３０３ＲのＵ相の外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２を介して直列に接続されて第３Ｕ相コイル５３Ｕを形成する。そして、第１〜第３Ｕ相コイル５１Ｕ〜５３Ｕが直列に接続されることでＵ相コイル５０Ｕが形成される。なお、図９は、Ｕ相接続コイル５０Ｕの斜視図である。

同様に、Ｖ相の内径側スロットコイル２８同士は第１絶縁プレート組立体３０１Ｌ、３０１ＲのＶ相の外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２を介して直列に接続されて第１Ｖ相コイル５１Ｖを形成し、Ｖ相の中間スロットコイル２７同士は第２絶縁プレート組立体３０２Ｌ、３０２ＲのＶ相の外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２を介して直列に接続されて第２Ｖ相コイル５２Ｖを形成し、Ｖ相の外径側スロットコイル２６同士は第３絶縁プレート組立体３０３Ｌ、３０３ＲのＶ相の外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２を介して直列に接続されて第３Ｖ相コイル５３Ｖを形成する。そして、第１〜第３Ｖ相コイル５１Ｖ〜５３Ｖが直列に接続されることでＶ相コイル５０Ｖが形成される。

同様に、Ｗ相の内径側スロットコイル２８同士は第１絶縁プレート組立体３０１Ｌ、３０１ＲのＷ相の外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２を介して直列に接続されて第１Ｗ相コイル５１Ｗを形成し、Ｗ相の中間スロットコイル２７同士は第２絶縁プレート組立体３０２Ｌ、３０２ＲのＷ相の外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２を介して直列に接続されて第２Ｗ相コイル５２Ｗを形成し、Ｗ相の外径側スロットコイル２６同士は第３絶縁プレート組立体３０３Ｌ、３０３ＲのＷ相の外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２を介して直列に接続されて第３Ｗ相コイル５３Ｗを形成する。そして、第１〜第３Ｗ相コイル５１Ｗ〜５３Ｗが直列に接続されることでＷ相コイル５０Ｗが形成される。

このように接続されたＵ相コイル５０Ｕ、Ｖ相コイル５０Ｖ、及びＷ相コイル５０Ｗは、一端がそれぞれＵ相接続端子６１Ｕ、Ｖ相接続端子６１Ｖ、Ｗ相接続端子６１Ｗに接続され、他端が中点６２でスター結線されている。

［４ 接続コイルの絶縁構造］
以下、本発明の特徴である接続コイルの絶縁構造の各実施形態について説明する。なお、接続コイルの絶縁構造は、第１、第２、及び第３絶縁プレート３１１Ｒ，３１１Ｌ、３１２Ｒ，３１２Ｌ、３１３Ｒ，３１３Ｌのいずれの接続コイル４０の絶縁構造も同一の構造を有するので、ここでは絶縁プレート３１Ｒの第３絶縁プレート３１３Ｒに設けられた接続コイル４０の絶縁構造について説明する。

（第１実施形態）
図１１は、本発明に係る第１実施形態の絶縁構造を有する絶縁プレート組立体の外側面図であり、図１２（ａ）は、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。
図１１に示すように、本実施形態の第３絶縁プレート３１３Ｒは、周方向に１つおきの外側面溝３７の開口面が絶縁性素材からなる絶縁カバー１５０で覆われている。即ち、周方向に１つおきの外側面溝３７に挿入される外側接続コイル４１が、絶縁部である絶縁カバー１５０で覆われて絶縁されている。

従って、周方向に隣接する外側接続コイル４１同士は、外側面溝３７を画成する隔壁３１ｂにより絶縁されるとともに絶縁カバー１５０によっても絶縁されている。また、導通部が露出している外側接続コイル４１（絶縁カバー１５０を有しない外側接続コイル４１）は、周方向に１つおきに配置されるので、外側接続コイル４１同士間の沿面距離を大きく確保することができる。

このため、本実施形態の第３絶縁プレート３１３Ｒの隔壁３１ｂの高さＨ３は、従来の隔壁高さＨが、図１２（ｂ）に示すように、外側接続コイル４１の外側面から、例えば、３ｍｍ以上必要であったのに比較して、図１２（ａ）に示すように、外側接続コイル４１の外側面から例えば、１ｍｍ程度に低くすることができる。これにより、第３絶縁プレート３１３Ｒの製作が容易になる。なお、この絶縁構造は、第３絶縁プレート３１３Ｒの内側面溝３８に挿入される内側接続コイル４２についても同様に施されている。

回転電機１の左右に配置される絶縁プレート３１Ｒ，３１Ｌは、最低でも左右で２枚必要であるので、回転電機１の軸方向長さを合計４ｍｍ短縮することができる。さらに、本実施形態の回転電機１のように、左右３枚ずつの絶縁プレート３１Ｒ，３１Ｌを備える回転電機１では、合計１２ｍｍ程度、軸方向長さを短縮することができ、回転電機１の小型化が可能となる。

また、外側接続コイル４１の外側面を覆う絶縁カバー１５０の径方向外側に冷媒導入口１５２を設けるとともに、絶縁カバー１５０の径方向内側に冷媒排出口１５３を設けておき、冷媒導入口１５２から取り入れた冷媒を、絶縁カバー１５０と外側面溝３７に配置された外側接続コイル４１とで画成される空間Ｓである冷媒通路１５１を介して、冷媒排出口１５３から排出するようにすれば、外側接続コイル４１を絶縁カバー１５０で覆うことによるコイル冷却への影響を最小にすることができる。また、周方向に１つおきの外側接続コイル４１は、絶縁カバー１５０で覆われることなく露出しているので、従来と同様の冷却性能が維持される。

以上説明したように、本実施形態に係る回転電機のステータ１０によれば、複数の接続コイル４０は、それぞれ絶縁プレート３１Ｒ，３１Ｌに形成された外側面溝３７及び内側面溝３８に収容されており、複数の接続コイル４０のうち周方向で一つ置きの接続コイル４０に絶縁カバー１５０が設けられているので、全ての接続コイル４０に絶縁カバー１５０を設けた場合と比較して、隣接する接続コイル４０の絶縁性を確保しながら製造コストの増加を抑制できる。また、外側面溝３７及び内側面溝３８を区画する隔壁３１ｂの高さＨ１，Ｈ３を抑えることができるのでステータ１０の大型化が抑制される。さらに、絶縁カバー１５０を設けない接続コイル４０は冷却性能が高いので、コイルの冷却性への影響を低減できる。

また、絶縁部は、絶縁プレート３１Ｒ，３１Ｌに固定される絶縁カバー１５０であるので、絶縁カバー１５０により接続コイル４０が収容される外側面溝３７及び内側面溝３８を封止することで絶縁カバー１５０と外側面溝３７及び内側面溝３８とで画成される空間Ｓを冷媒の貯留空間とすることができ、接続コイル４０を効果的に冷却できる。

また、接続コイル４０が収容される外側面溝３７及び内側面溝３８と絶縁カバー１５０とにより冷媒通路１５１が形成されるので、外側面溝３７及び内側面溝３８と絶縁カバー１５０とにより形成された冷媒通路１５１に冷媒を流すことで、効率的に接続コイル４０を冷却できる。

また、外側面溝３７及び内側面溝３８の高さＨ３，Ｈ１は、外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２の高さＨ４，Ｈ２よりも高いので、外側面溝３７及び内側面溝３８を区画する隔壁３１ｂによって絶縁距離を確保でき、絶縁部を簡素化して製造コストが低減する。

（第２実施形態）
図１３は、本発明に係る第２実施形態の絶縁構造を有する絶縁プレート組立体の外側面図である。図１３に示すように、本実施形態の外側接続コイル４１は、周方向に１つおきの外側接続コイル４１が、絶縁部である絶縁被膜１６０により絶縁されている。

本実施形態に係る回転電機のステータ１０によれば、絶縁部は、接続コイル４０を覆う絶縁被膜１６０であるので、接続コイル４０を絶縁被覆することで容易に絶縁部を形成することができ、製造コストを抑制することができる。その他の構成及び作用は第１実施形態のステータ１０と同様であるので、説明を省略する。

尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

１０ 回転電機のステータ
２１ ステータコア
２３ スロット
２５ スロットコイル
２６ 外径側スロットコイル（スロットコイル）
２７ 中間スロットコイル（スロットコイル）
２８ 内径側スロットコイル（スロットコイル）
３７ 外側面溝（溝部）
３８ 内側面溝（溝部）
４０ 接続コイル
４１ 外側接続コイル（接続コイル）
４２ 内側接続コイル（接続コイル）
１５０ 絶縁カバー（絶縁部）
１５１ 冷媒通路
１６０ 絶縁被膜（絶縁部）
Ｈ１，Ｈ３ 溝部の高さ
Ｈ２，Ｈ４ 接続コイルの高さ

Claims (5)

1. 複数のスロットを有するステータコアと、
   セグメント化された複数相のコイルと、を備え、
   前記セグメント化された複数相のコイルは、前記ステータコアの複数のスロットにそれぞれ挿入され、略直線状に延びる複数のスロットコイルと、同相の前記スロットコイル同士を接続して渡り部を構成する複数の接続コイルと、を有する、回転電機のステータであって、
   複数の前記接続コイルは、それぞれ絶縁プレートに形成された溝部に収容されており、
   複数の前記接続コイルのうち周方向で一つ置きの接続コイルに絶縁部が設けられている、回転電機のステータ。
2. 請求項１に記載の回転電機のステータであって、
   前記絶縁部は、前記絶縁プレートに固定される絶縁カバーである、回転電機のステータ。
3. 請求項２に記載の回転電機のステータであって、
   前記接続コイルが収容される前記溝部と前記絶縁カバーとにより冷媒通路が形成される、回転電機のステータ。
4. 請求項１に記載の回転電機のステータであって、
   前記絶縁部は、前記接続コイルを覆う絶縁被膜である、回転電機のステータ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転電機のステータであって、
   前記溝部の高さは前記接続コイルの高さよりも高い、回転電機のステータ。