JP6276122B2 - 回転電機ステータ - Google Patents

Description

本発明は、回転電機ステータに係り、特に、各相巻線のそれぞれの一端が中性点で接続される回転電機ステータに関する。

三相型回転電機の固定子であるステータには、所定の巻回方法で各相巻線が巻回される。各相巻線の間の結線方法にはΔ結線とＹ結線が知られているが、Ｙ結線では各相巻線のそれぞれの一端が中性点で接続される。

従来技術では、各相巻線のそれぞれの一端を引き出して、引き出した各相巻線端部同士を例えば撚りあわせて中性点を形成している。例えば、特許文献１には、モータ固定子のスロットに固定子コイルが巻き取られた巻線部が設けられ、巻線部の上部には各相の相電流が供給される各線が突出され、巻線部の下部には各中性線が突出される構造が述べられている。ここで、巻線部の下部における３本の中性線のそれぞれの一部分を絶縁層剥離して重ね、そこで溶接することが開示されている。

また、特許文献２には、回転電機の固定子における中性点を形成するために、３つの異なる相コイルの端部をそれぞれ中性点用のリード部として引き出し、引き出されたリード部をコイルエンド群の上部に沿って敷設し、リード部とコイルエンド群の間を、絶縁性クロスチューブ＋接着材、クロスシート＋接着剤、部分的接着剤等で固定することが開示されている。

各相巻線を形成する方法として、予めＵ字形等に成形した導体セグメントを複数用い、それらを所定の形状に折り曲げ、それらの端部同士を互いに溶接によって順次接続することが行われる。導体セグメントとしては矩形断面の平角線が用いられる。このように、平角線の複数の導体セグメントの端部同士を溶接によって接続する方法が取られるときは、平角線の端部同士を撚り合わせて中性点を形成するよりも、各相巻線とは別体の中性線を用い、これを介して引き出された端部同士を溶接接続することが便利である。

例えば、特許文献３には、回転電機の固定子のコイルエンドにおいて、各相巻線とは別体の３つの相間渡り線と２つの中性線について、それぞれ同士を固着材で相互に固定することが述べられている。

また、特許文献４には、回転電機ステータに溶接して取り付けられる中性線に設けられる温度検出素子が故障したときに、その中性線を簡単に取り換えられる構造として、ステータコイルを構成する導体セグメントの端部溶接部のうち中性線に溶接される中性線溶接部の先端長さを同相溶接部よりも２倍長くすることが述べられている。

特開２００６−１２１８８４号公報 特開２００４−１０４９９６号公報 特開２０１２−２９３５５号公報 特開２０１３−１２１１８３号公報

回転電機ステータにおいて各相巻線のそれぞれの一端を中性点で接続するために各相巻線とは別体の中性線を用いる場合、各相巻線のそれぞれから引き出された一端同士の間に宙に浮いた状態で中性線が接続配置される。導体セグメントを用いるときは、各相巻線のそれぞれから引き出された一端は導体セグメントの自由端であるので、２つの自由端の間に中性線が宙に浮いた状態で接続配置される。このように宙に浮いた状態で接続される中性線の部分の振動の共振周波数は、ステータコアの振動の固有周波数やステータコアに巻回される各相巻線の集合体の振動の固有周波数よりも低い周波数となり、外部の振動に共振しやすい。例えば、回転電機がハイブリッド車両に搭載される場合等では、エンジンの振動の周波数に共振することが生じ得る。中性線が共振すると、接続点が剥がれる恐れもあり、また、回転電機の動作が不安定になることが生じ得る。

本発明の目的は、各相巻線のそれぞれから引き出された一端の間を各相巻線とは別体の中性線で接続する構造の共振を防ぎ、固定信頼性を確保できる回転電機ステータを提供することである。

本発明に係る回転電機ステータは、外周側のヨーク部、及び内周側の周方向に沿って複数配置される巻線挿入用のスロットを有するステータコアと、ステータコアの複数のスロットに渡って予め定めた巻回方法で複数回巻回され、一端が相電流供給端部として引き出され、他端が中性点接続部として、ステータコアの軸方向端部に引き出される各相巻線と、異なる相の相巻線における中性点接続部の間を接続し、各相巻線とは別体の中性線と、樹脂製中間部材を介して中性線をステータコアのヨーク部に固定する固定部材と、を備え、固定部材は、ステータコアの軸方向端部から相巻線の中性点接続部までの高さに中性線の接続端部の高さ位置を合せる調整部を有することを特徴とする。

また、本発明に係る回転電機ステータにおいて、固定部材は、中性線と一体化した樹脂製中間部材と、樹脂製中間部材をスライド自在に保持し、接着剤で樹脂製中間部材とヨーク部の軸方向端部の双方に固定される中間部保持部と、を有することが好ましい。

また、本発明に係る回転電機ステータにおいて、固定部材は、中性線と一体化した樹脂製中間部材と、中性線と接触しないように所定の隙間を空けて樹脂製中間部材と一体化され、ヨーク部の側面に固定される固定板と、を有することが好ましい。

本発明に係る回転電機ステータは、各相巻線とは別体の中性線を、樹脂製中間部材を介して固定部材によってステータコアのヨーク部に固定する。ステータコア自身の固有振動数は、宙に浮いた状態の中性線の部分の共振周波数よりもはるかに高い周波数である。これに中性線が固定されるので、各相巻線のそれぞれから引き出された一端の間を各相巻線とは別体の中性線で接続する構造の共振周波数を高くできる。これにより、エンジン等との共振を防ぎ、中性線の安定した固定信頼性を得ることができる。

また、本発明に係る回転電機ステータにおいて、固定部材は、ステータコアの軸方向端部から相巻線の中性点接続部までの高さに中性線の接続端部の高さ位置を合せる調整部を有するので、溶接作業の高さ位置が一定となり、溶接作業の効率が向上する。

また、本発明に係る回転電機ステータにおいて、固定部材は、中性線と一体化した樹脂製中間部材と、樹脂製中間部材をスライド自在に保持し、接着剤で樹脂製中間部材とヨーク部の軸方向端部の双方に固定される中間部材保持部とを有する。二体構造の固定部材であるので、寸法ばらつきを吸収しながら、中性線をヨーク部の軸方向端部に固定することができる。

また、本発明に係る回転電機ステータにおいて、固定部材は、中性線と一体化した樹脂製中間部材と、中性線と接触しないように所定の隙間を空けて樹脂製中間部材と一体化された固定板を有する。例えば、固定板の長さ寸法に余裕を取ることで、寸法ばらつきを吸収しながら、中性線をヨーク部の側面に固定することができる。

本発明に係る実施の形態における回転電機ステータにおいて中性線の配置を示す図である。 本発明に係る実施の形態における回転電機ステータにおいて、各相巻線と中性線の関係を示す図である。 本発明に係る実施の形態における回転電機ステータにおいて、各相巻線からそれぞれ引き出される中性点接続部の間が中性線で接続されることを示す図である。 図３を抜き出して、各相巻線の中性点接続部と、中性線の絶縁皮膜剥離部との間の接続関係を示す詳細図である。 本発明に係る実施の形態における回転電機ステータにおいて、２つの固定部材で中性線をヨーク部の軸方向端部に固定する例を示す図である。 図５における1つの固定部材についての詳細図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図である。 本発明に係る実施の形態における回転電機ステータにおいて、２つの固定部材で中性線をヨーク部の側面に固定する例を示す図である。 図５における1つの固定部材についての詳細図である。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、各相巻線の巻回方法は分布巻とし、各相巻線は複数の導体セグメントで構成されるとし、導体セグメントは絶縁皮膜付き平角線が用いられるとして述べるが、これは説明のための例示であって、各相巻線がステータコアに巻回され、それぞれの一端が中性線接続用に引き出される構成であれば、他の構成であってもよい。例えば、円形断面や楕円断面の巻線がステータコアに巻回される構成であっても構わない。

以下で述べる寸法、形状、材質等は説明のための例示であって、回転電機ステータの仕様に応じ適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、回転電機ステータ１０を示す図である。以下では、回転電機ステータ１０を単にステータ１０と呼ぶ。ステータ１０が用いられる回転電機は、車両が力行するときは電動機として機能し、車両が制動時にあるときは発電機として機能するモータ・ジェネレータで、三相回転電機である。回転電機は、図１に示されるステータ１０と、ステータ１０の内周側に所定の隙間を隔てて配置されるロータとで構成される。図１には、ステータ１０の周方向θ、径方向Ｒ、軸方向Ｚを示した。周方向θは図１で時計回り方向が＋θ方向で反時計回り方向−θ方向であり、径方向Ｒは外周側へ向かう方向が＋Ｒ方向で内周側に向かう方向が−Ｒ方向で、軸方向Ｚは図１の上方に向かう方向が＋Ｚ方向で下方に向かう方向が−Ｚ方向である。

ステータ１０は、ステータコア１２と、ステータコア１２に巻回される各相巻線２０と、中性線５０を含んで構成される。

ステータコア１２は、円環状の磁性体部品で、外周側のヨーク部１３、及び内周側の周方向に沿って複数配置される巻線挿入用のスロット１４を有する。かかるステータコア１２は、スロット１４を含んで所定の形状に成形された円環状の磁性体薄板１１を複数積層したものが用いられる。磁性体薄板１１としては、電磁鋼板を用いることができる。磁性体薄板１１の積層体に代えて、磁性粉末を所定の形状に一体化成形したものを用いることもできる。

各相巻線２０は、ステータコア１２に所定の分布巻の巻回方法で巻回される三相巻線である。三相回転電機のステータ１０には、Ｕ相巻線２２，２３、Ｖ相巻線２４，２５、Ｗ相巻線２６，２７の各相巻線が巻回される。分布巻における各相巻線２０は、ステータコア１２の内周側の周方向に沿って複数設けられるスロット１４の中で、予め定められるスロット間隔だけ離れた２つのスロットの間に跨って巻回される。図１には、Ｕ相巻線２２，２３が巻回されるスロットにＵを付し、Ｖ相巻線２４，２５が巻回されるスロットにＶを付し、Ｗ相巻線２６，２７が巻回されるスロットにＷを付して示した。

図１の例では、複数のスロット１４について、所定のスロット間隔として６スロット間隔だけ離れて同じ相となるように各相用のスロット１４が配置される。６スロット間隔であるので、三相の場合、ステータコア１２の周方向に沿ったスロット１４の配列は、時計回りに、Ｕ相巻線２３用のスロット、Ｕ相巻線２２用のスロット、Ｗ相巻線２７用のスロット、Ｗ相巻線２６用のスロット、Ｖ相巻線２５用のスロット、Ｕ相巻線２４用のスロットの順で、これを配置の単位として繰り返される。図１の各相巻線２０において付した○印については、後述の図５において説明する。

各相巻線２０は、ステータコア１２の他方側の軸方向端部１７から複数の導体セグメントを６スロット間隔だけ離れた２つのスロット１４に跨って挿入し、ステータコア１２の一方側の軸方向端部１６に突き出した導体の先端部を所定のコイル巻回方法に従って順次接合して周方向に沿って巻回し、これを繰り返して所定の巻数とする。

所定のスロット間隔だけ離れた２つのスロットに跨って挿入される導体セグメントのそれぞれは、１本の絶縁皮膜付き導体を略Ｕ字形または略Ｖ字形に成形されたものである。略Ｕ字形とは、真直ぐに延びた２つの脚部と、２つの脚部を所定の脚部間隔となるように離しながら連結している折り曲げ部を有する形状である。導体セグメントの所定の脚部間隔は、所定のスロット間隔である６スロット間隔に設定される。

かかる導体セグメントに用いられる絶縁皮膜付きの導体としては、断面が矩形形状の平角線を用いる。平角線を用いることで、スロット１４内のコイル占積率の向上を図ることができる。絶縁皮膜付き導体は、素線の外周に絶縁皮膜を被覆したものである。素線としては、銅線、銅錫合金線、銀メッキ銅錫合金線等を用いることができる。絶縁皮膜としては、ポリアミドイミドのエナメル皮膜が用いられる。これに代えて、ポリエステルイミド、ポリイミド、ポリエステル、ホルマール等の皮膜を用いてもよい。

導体セグメントは、ステータコア１２の他方側の軸方向端部１７に折り曲げ部が来るようにして、２つの脚部をステータコア１２の他方側の軸方向端部１７から一方側の軸方向端部１６に向かって６スロット間隔だけ離れた２つのスロット１４に挿入する。一方側の軸方向端部１６の側に突き出した２本の脚部は、一方側の軸方向端部１６の側で所定の形状に折り曲げられ、隣接する同相の他の導体セグメントの脚部に溶接される。同相についてこれを繰り返し、ステータコア１２の周方向に沿って所定の巻数になるまで巻回が行われる。

ステータコア１２の一方側の軸方向端部１６には、複数の導体セグメントのそれぞれの脚部が順次接続された部分が突出し、コイルエンド２８を形成する。他方側の軸方向端部１７には、複数の導体セグメントのそれぞれの折り曲げ部が突出し、コイルエンド２９を形成する。

図１では、Ｕ相について、ステータコア１２に５周分巻回したものがＵ相巻線２２として示される。５周分巻回すると１つのスロット１４の外周側から内周側までの長さ一杯に巻き切るので、次に１スロット分ずらして、さらに５周分巻回する。図１では、Ｕ相巻線２２に続けて１スロットずらして後半の５周分巻回したものをＵ相巻線２３で示した。Ｕ相巻線２２，２３は別々のＵ相巻線ではなく、全体で巻数＝１０のＵ相巻線の前半の５周分と、これよりもスロット分ずらして巻回を続けた後半の５周分とに相当する。Ｖ相巻線２４，２５と、Ｗ相巻線２６，２７も同様である。巻数＝５，１０は例示であって、これ以外の巻数であってもよい。

上記の例で巻数＝１０の各相巻線の一方端は、図示されていないインバータ等の回転電機駆動回路の各相動力線に接続するための回路側接続部で、他方端は、中性点を形成するための中性点接続部である。以下では、Ｕ相巻線２２とＶ相巻線２４とＷ相巻線２６の端部に中性点接続部が設けられ、Ｕ相巻線２３とＶ相巻線２５とＷ相巻線２７の端部に回路側接続部が設けられるものとする。回路側接続部と中性点接続部には、溶接接続のために絶縁皮膜の剥離処理が行われる。回路側接続部も中性点接続部も、中性点接続部に接続される中性線５０も、ステータコア１２の一方側の軸方向端部１６に突き出るコイルエンド２８の側に設けられる。Ｚ方向における＋Ｚ方向側とは、ステータコア１２において、コイルエンド２８の側であり、中性線５０が接続される側である。

図２に、ステータ１０において、Ｕ相巻線２２の中性点接続部４２、Ｕ相巻線２３の回路側接続部３２、Ｖ相巻線２４の中性点接続部４４、Ｖ相巻線２５の回路側接続部３４、Ｗ相巻線２６の中性点接続部４６、Ｗ相巻線２７の回路側接続部３６と、中性線５０との関係を示す。

中性線５０は、各相巻線２０と同じ絶縁皮膜付き平角線を所定の形状に成形したものである。中性線５０は、Ｕ相巻線２２の中性点接続部４２とＶ相巻線２４の中性点接続部４４とを接続するＵＶ接続線５２と、Ｖ相巻線２４の中性点接続部４４とＷ相巻線２６の中性点接続部４６とを接続するＶＷ接続線５４とを有する。

ＵＶ接続線５２は、その両端側に絶縁皮膜が剥離された絶縁皮膜剥離部６２，６４を有し、絶縁皮膜剥離部６２はＵ相巻線２２の中性点接続部４２と接続され、絶縁皮膜剥離部６４はＶ相巻線２４の中性点接続部４４と接続される。ＶＷ接続線５４は、その両端側に絶縁皮膜が剥離された絶縁皮膜剥離部６５，６６を有し、絶縁皮膜剥離部６５はＶ相巻線２４の中性点接続部４４と接続され、絶縁皮膜剥離部６６はＷ相巻線２６の中性点接続部４６と接続される。

各相巻線２０における回路側接続部、中性点接続部の絶縁皮膜剥離長さと、中性線５０の絶縁皮膜剥離部６２，６４，６５，６６の（絶縁皮膜剥離）長さは、同じ長さである。一例を挙げると平角線の長辺の長さの１〜数倍の長さに設定される。例えば、平角線の長辺の長さを約１ｍｍとして、絶縁皮膜剥離長さは１〜数ｍｍに設定される。溶接接続は、溶接対象の２端子の周辺を不活性ガス雰囲気とし、溶接対象を接地電位とし、溶接対象に近づけるタングステン電極と接地電位との間に所定の高電圧パルスを印加して、溶接対象を高温化して溶接を行うＴＩＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ）溶接が用いられる。

図３は、図１から中性線５０に接続されるＵ相巻線２２、Ｖ相巻線２４、Ｗ相巻線２６を抜き出して示す図である。図４は、図３からステータコア１２、スロット１４を省略して、中性線５０と、中性線５０に接続されるＵ相巻線２２、Ｖ相巻線２４、Ｗ相巻線２６を示す図である。

図４に示されるように、ＵＶ接続線５２の絶縁皮膜剥離部６２はＵ相巻線２２の中性点接続部４２と接続され、絶縁皮膜剥離部６４はＶ相巻線２４の中性点接続部４４と接続される。ＶＷ接続線５４の絶縁皮膜剥離部６５はＶ相巻線２４の中性点接続部４４と接続され、絶縁皮膜剥離部６６はＷ相巻線２６の中性点接続部４６と接続される。

図４では、ＵＶ接続線５２とＶＷ接続線５４を別の絶縁皮膜付き導体で構成し、Ｖ相巻線２４の中性点接続部４４を挟むようにＵＶ接続線５２とＶＷ接続線５４を配置した。すなわち、Ｖ相巻線２４の中性点接続部４４の片側側面にＵＶ接続線５２の絶縁皮膜剥離部６４を配置し、中性点接続部４４の反対側の片側側面にＶＷ接続線５４の絶縁皮膜剥離部６５を配置し、絶縁皮膜剥離部６４と中性点接続部４４と絶縁皮膜剥離部６５の３つをＴＩＧ溶接で一体化接続する。

これに代えて、ＵＶ接続線５２とＶＷ接続線５４を１本の絶縁皮膜付き導体で構成し、Ｖ相巻線２４の中性点接続部４４を挟むように１本の絶縁皮膜付き導体を折り曲げ、折り曲げの一方側片側をＵＶ接続線５２とし、折り曲げの他方側片側をＶＷ接続線５４としてもよい。この場合には、その折り返し構造のために、折り返しにおける絶縁皮膜剥離長さは、図４の（絶縁皮膜剥離部６４の長さ＋絶縁皮膜剥離部６５の長さ）となり、他の箇所の絶縁皮膜剥離長さの２倍になる。

図１，３，４における温度センサ６０は、各相巻線２０の温度を推定するために、中性線５０に設けられる中性線温度検出手段である。

図４に示されるように、中性線５０は、各相巻線２０のそれぞれから引き出されたＵ相巻線２２の中性点接続部４２、Ｖ相巻線２４の中性点接続部４４、Ｗ相巻線２６の中性点接続部４６の間に宙に浮いた状態で接続配置される。中性点接続部４２，４４，４６は、導体セグメントの自由端であるので、２つの自由端の間に中性線５０が宙に浮いた状態で接続配置される。この宙に浮いた状態で接続される中性線５０の部分の共振周波数は、ステータコア１２の振動についての固有周波数やステータコア１２に巻回される各相巻線２０の集合体の振動についての固有周波数よりも低い周波数となる。

エンジンと回転電機とが搭載されるハイブリッド車両では、一例を挙げると、ステータコア１２の振動についての固有周波数やステータコア１２に巻回される各相巻線２０の集合体の振動についての固有周波数は、約５００〜１０００ｋＨｚである。これに対し、図４の構造の宙に浮いた状態の中性線５０の部分の共振周波数は、約２００ｋＨｚ以下である。ハイブリッド車両において４気筒エンジンの最大回転数が５０００ｒｐｍのときの点火爆発による振動の２次周波数は３７５ｋＨｚであるので、図４の宙に浮いた状態の中性線５０の部分は、エンジンの点火爆発による振動の２次周波数において共振する。

図５から図８は、ステータコア１２自身の振動の固有周波数が高いので、これに中性線５０を固定し、中性線５０の部分の共振周波数を高める構造を示す図である。図５と図６は、中性線５０をステータコア１２のヨーク部１３の軸方向端部１６に固定する固定部材７０，７１の構造を示し、図７と図８は、中性線５０をステータコア１２のヨーク部１３の側面に固定する固定部材９０，９１の構造を示す。

図５は、固定部材７０，７１を用いて中性線５０をステータコア１２のヨーク部１３の軸方向端部１６に固定した状態を示す図である。固定部材７０は、中性線５０のＵＶ接続線５２をヨーク部１３の軸方向端部１６に固定するために用いられ、固定部材７１は、中性線５０のＶＷ接続線５４をヨーク部１３の軸方向端部１６に固定するために用いられる。固定部材７０，７１は同じ構造を有するので、以下では、温度センサ６０が設けられないＶＷ接続線５４に用いられる固定部材７１について説明する。図６は、固定部材７１についての詳細図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図である。

図５においては、図４で説明した中性線５０に接続されるＵ相巻線２２、Ｖ相巻線２４、Ｗ相巻線２６の図示を省略し、代わりにコイルエンド２８を模式的に示した。固定部材７１は、ＶＷ接続線５４と一体化した樹脂製中間部材７２と、樹脂製中間部材７２をスライド自在に保持する中間部材保持部７４を含んで構成される。中間部材保持部７４は樹脂８０で樹脂製中間部材７２を固定保持し、自らは樹脂８２によってヨーク部１３の軸方向端部１６に固定される。

樹脂製中間部材７２は、ＶＷ接続線５４を電気的に絶縁しながら保持する部材である。樹脂製中間部材７２は、ＶＷ接続線５４を２箇所で支持できるように、Ｕ字形形状を有する。樹脂製中間部材７２とＶＷ接続線５４の一体化は、インサート成形技術を用いて行われる。例えば、樹脂製中間部材７２の外形を掘り込んだ上下２つの分離金型を用い、金型を上下に開けてＶＷ接続線５４を配置し、上下２つの金型を閉じて、適当な樹脂注入孔から樹脂を注入し射出成型する。金型を上下に開ければ、樹脂製中間部材７２とＶＷ接続線５４を一体化したものが取り出せる。

インサート成形技術を用いずに、Ｕ字形に加工成形し、Ｕ字形の先端部にＶＷ接続線５４が配置できる溝を設けた部材を樹脂製中間部材７２として用いてもよい。この場合には、溝にＶＷ接続線５４を配置した後、樹脂製中間部材７２とＶＷ接続線５４を接着剤等でしっかりと固定する。

樹脂製中間部材７２の樹脂としては、適当な強度と電気絶縁性を有する材料を用いる。例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂系、エポキシ樹脂系、ポリスチレン（ＰＳ）樹脂系等を用いることができる。

中間部材保持部７４は、ステータコア１２のヨーク部１３の軸方向端部１６の上面に配置される。中間部材保持部７４は、＋Ｚ方向に上方開口部を有する樹脂製の箱型部材で、底面に貫通穴７６が設けられ、ヨーク部１３の軸方向端部１６の上面の所定の位置に配置される。所定の位置は、中間部材保持部７４の箱型の内部空間に樹脂製中間部材７２がちょうど挿入できる位置である。

中間部材保持部７４の箱型の上方開口部は、樹脂製中間部材７２の挿入口であり、固定用の樹脂の充填口である。底面の貫通穴７６は、箱型の内部空間に樹脂が充填されたときに樹脂が流れ出す流出口である。箱型の内側空間は、樹脂製中間部材７２を収容し、固定用の樹脂が充填される空間である。箱型の内側空間は、樹脂製中間部材７２の外形よりも大きめの内側形状を有する。

図６（ａ），（ｂ）に示されるように、箱型の内側空間の内壁面と樹脂製中間部材７２の外形との間には隙間７８が設けられる。この隙間７８は、箱型の上方開口部から注入された樹脂を樹脂製中間部材７２の下方側に回り込ませて充填させるためのものである。また、図６（ａ）に示すように、樹脂製中間部材７２における最下部の面と、中間部材保持部７４の底面との間には、余裕隙間Ｓ₁が設けられる。この余裕隙間Ｓ₁は、ヨーク部１３の軸方向端部１６から各相巻線２０の中性点接続部４４，４６までの所定の高さＨ₀にＶＷ接続線５４の接続端部である絶縁皮膜剥離部６５，６６の高さ位置を合せる調整部に相当する。この余裕隙間Ｓ₁を設けることで、ＶＷ接続線５４の形状ばらつき、樹脂製中間部材７２の形状ばらつき等を吸収して、ＶＷ接続線５４の絶縁皮膜剥離部６５，６６の高さ位置を予め定めた所定の高さＨ₀に合わせることができる。

かかる中間部材保持部７４は、樹脂製中間部材７２と同じ樹脂を用いて、所定の形状に成形したものを用いることができる。

かかる構造の作用を説明する。ＶＷ接続線５４として、樹脂製中間部材７２と一体成形されたものを準備する。別に中間部材保持部７４を用意し、中間部材保持部７４の箱型の内部空間に樹脂製中間部材７２を挿入し、まだ固定用樹脂が注入されていない状態で、中間部材保持部７４をヨーク部１３の軸方向端部１６の上面に置く。そして、ＶＷ接続線５４の絶縁皮膜剥離部６５，６６の位置を、それぞれ溶接対象のＶ相巻線２４の中性点接続部４４とＷ相巻線２６の中性点接続部４６の位置に合わせる。高さ位置は、余裕隙間Ｓ₁を用いて、所定の高さＨ₀となるようにする。

その状態でＶＷ接続線５４を保持し、中間部材保持部７４の上方開口部から固定用樹脂を注入する。注入された樹脂は、隙間７８を通って樹脂製中間部材７２の下方に回り込み、箱型の内側空間に充填される。充填量は、図６（ａ）に示すように、樹脂製中間部材７２が樹脂によって十分保持される量とする。充填された樹脂は、貫通穴７６を通って中間部材保持部７４の外側底面とヨーク部１３の軸方向端部１６の上面との間の隙間を通り、中間部材保持部７４の外周壁面まで流れ出す。この状態で、適当に加熱することで、充填された樹脂８０と流出した樹脂８２が固化する。このようにして、ＶＷ接続線５４は、樹脂製中間部材７２と中間部材保持部７４と充填された樹脂８０と流出した樹脂８２を介して、ヨーク部１３の軸方向端部１６と強固に固定される。ＵＶ接続線５２についても同様である。Ｈ₀を合わせた状態で樹脂が硬化すると、ＶＷ接続線５４の絶縁皮膜剥離部６５とＶ相巻線２４の中性点接続部４４とを溶接接続し、ＶＷ接続線５４の絶縁皮膜剥離部６６とＷ相巻線２６の中性点接続部４６とを溶接接続する。

上記では、Ｈ₀を合わせて樹脂を充填し、その樹脂を硬化させた後で溶接接続を行った。先にＨ₀を合わせて溶接接続処理を行い、その後に樹脂充填とその硬化を行ってもよい。その場合でも、余裕隙間Ｓ₁があるので、高さ位置をＨ₀に合わせることができる。

図７は、固定部材９０，９１を用いて中性線５０をステータコア１２のヨーク部１３の側面に固定した状態を示す図である。固定部材９０は、中性線５０のＵＶ接続線５２をヨーク部１３の側面に固定するために用いられ、固定部材９１は、中性線５０のＶＷ接続線５４をヨーク部１３の側面に固定するために用いられる。固定部材９０，９１は同じ構造を有するので、以下では、温度センサ６０が設けられないＶＷ接続線５４に用いられる固定部材９１について説明する。図８は、固定部材９１についての詳細図である。

図７においては、図４で説明した中性線５０に接続されるＵ相巻線２２、Ｖ相巻線２４、Ｗ相巻線２６の図示を省略し、代わりにコイルエンド２８を模式的に示した。固定部材９１は、ＶＷ接続線５４と一体化した樹脂製中間部材９２とヨーク部１３の側面に固定される固定板９４を含んで構成される。固定板９４は、ＶＷ接続線５４と接触しないように所定の隙間を空けて配置されて樹脂製中間部材９２と一体化される。

樹脂製中間部材９２は、ＶＷ接続線５４と固定板９４とを電気的に絶縁しながら保持する部材である。このように、ＶＷ接続線５４と樹脂製中間部材９２と固定板９４は一体化成形される。この一体化は、インサート成形技術を用いて行われる。例えば、樹脂製中間部材７２の外形を掘り込んだ上下２つの分離金型を用い、金型を上下に開けてＶＷ接続線５４と固定板９４を互いに離間して配置し、上下２つの金型を閉じて、適当な樹脂注入孔から樹脂を注入し射出成型する。金型を上下に開ければ、樹脂製中間部材９２とＶＷ接続線５４と固定板９４を一体化したものが取り出せる。

樹脂製中間部材７２の樹脂としては、適当な強度と電気絶縁性を有する材料を用いる。例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂系、エポキシ樹脂系、ポリスチレン（ＰＳ）樹脂系等を用いることができる。

固定板９４は、ステータコア１２のヨーク部１３の側面に溶接によって固定される板材である。固定板９４は、先端側でヨーク部１３の側面に宛がわれて溶接が行われるが、ヨーク部１３と重なる長さは、溶接強度に必要な長さよりも余裕を有した寸法に設定される。すなわち、図８に示すように、一体化成形されたときの樹脂製中間部材９２の底面から測った固定板９４の先端側の長さは、形状ばらつきを吸収できる余裕寸法Ｓ₂に設定される。この余裕寸法Ｓ₂は、ヨーク部１３の軸方向端部１６から各相巻線２０の中性点接続部４４，４６までの所定の高さＨ₀に中性線５０の接続端部である絶縁皮膜剥離部６５，６６の高さ位置を合せる調整部に相当する。この余裕寸法Ｓ₂を設けることで、中性線５０の形状ばらつき、樹脂製中間部材９２の形状ばらつき、固定板９４の寸法ばらつき等を吸収して、中性線５０の絶縁皮膜剥離部６５，６６の高さ位置を予め定めた所定の高さＨ₀に合わせることができる。

かかる構造の作用を説明する。ＶＷ接続線５４として、樹脂製中間部材９２と固定板９４が一体成形されたものを準備する。そして、固定板９４をヨーク部１３の側面に宛がいながら、ＶＷ接続線５４の絶縁皮膜剥離部６５，６６の位置を、それぞれ溶接対象のＶ相巻線２４の中性点接続部４４とＷ相巻線２６の中性点接続部４６の位置に合わせる。高さ位置は、余裕寸法Ｓ₂を用いて、所定の高さＨ₀となるようにする。

その状態でＶＷ接続線５４を保持し、固定板９４とヨーク部１３の側面の間を溶接接続する。溶接接続は、ＴＩＧ溶接法を用いることができる。図７、図８には、このようにして形成された溶接接続部９６を示した。このようにして、ＶＷ接続線５４は、樹脂製中間部材９２と固定板９４を介して、ステータコア１２のヨーク部１３の側面に強固に固定される。

１０ （回転電機）ステータ、１１ 磁性体薄板、１２ ステータコア、１３ ヨーク部、１４ スロット、１６，１７ 軸方向端部、２０ 各相巻線、２２，２３ Ｕ相巻線、２４，２５ Ｖ相巻線、２６，２７ Ｗ相巻線、２８，２９ コイルエンド、３２，３４，３６ 回路側接続部、４２，４４，４６ 中性点接続部、５０ 中性線、５２ ＵＶ接続線、５４ ＶＷ接続線、６０ 温度センサ、６２，６４，６５，６６ 絶縁皮膜剥離部、７０，７１，９０，９１ 固定部材、７２，９２ 樹脂製中間部材、７４ 中間部材保持部、７６ 貫通穴、７８ 隙間、８０，８２ 樹脂、９４ 固定板、９６ 溶接接続部。

Claims (3)

1. 外周側のヨーク部、及び内周側の周方向に沿って複数配置される巻線挿入用のスロットを有するステータコアと、
   ステータコアの複数のスロットに渡って予め定めた巻回方法で複数回巻回され、一端が相電流供給端部として引き出され、他端が中性点接続部として、ステータコアの軸方向端部に引き出される各相巻線と、
   異なる相の相巻線における中性点接続部の間を接続し、各相巻線とは別体の中性線と、
   樹脂製中間部材を介して中性線をステータコアのヨーク部に固定する固定部材と、
   を備え、
   固定部材は、
   ステータコアの軸方向端部から相巻線の中性点接続部までの高さに中性線の接続端部の高さ位置を合せる調整部を有することを特徴とする回転電機ステータ。
2. 請求項１に記載の回転電機ステータにおいて、
   固定部材は、
   中性線と一体化した樹脂製中間部材と、
   樹脂製中間部材をスライド自在に保持し、接着剤で樹脂製中間部材とヨーク部の軸方向端部の双方に固定される中間部材保持部と、
   を有することを特徴とする回転電機ステータ。
3. 請求項１に記載の回転電機ステータにおいて、
   固定部材は、
   中性線と一体化した樹脂製中間部材と、
   中性線と接触しないように所定の隙間を空けて樹脂製中間部材と一体化され、ヨーク部の側面に固定される固定板と、
   を有することを特徴とする回転電機ステータ。

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