JP6332150B2 - アキシャルギャップ型回転電機のステータ構造およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、アキシャルギャップ型回転電機（モータ、発電機、またはモータ兼発電機）のステータ構造およびその製造方法に関する。

従来、エアギャップを介してステータとロータとがロータ軸方向に対向するように配置され、これらステータおよびロータが中空円筒状のハウジング内に収容された構造のアキシャルギャップ型回転電機が公知である。

特許文献１には、アキシャルギャップ型モータの一例が開示されている。特許文献１に記載のアキシャルギャップ型モータは、平角線をフラットワイズ巻きすることにより構成されたコイル（以下、「フラットワイズ巻コイル」と称する）を有するステータを備えている。

このフラットワイズ巻コイルは、各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）毎に複数個設けられており、同相のフラットワイズ巻線コイルが、平角線とは別の電気接続線を介して互いに接続されている。

特許文献１に記載のモータは、フラットワイズ巻線コイルを備えているため、コイルの占積率を高めることができる。

特開平７−６７３０７号公報

しかしながら、特許文献１の図５に示されるように、Ｕ相の電気接続線、Ｖ相の電気接続線、およびＷ相の電気接続線は、ステータの径方向に重なり合うように配置されているため、ステータの径が大きくなってしまい、モータが径方向に大型化してしまうという問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、コイルの占積率を高めつつ、ステータの径が大きくなるのを抑えて回転電機をコンパクトに構成することができる、アキシャルギャップ型回転電機のステータ構造を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、回転軸と、当該回転軸と共に回転するロータと、前記回転軸の軸方向に、前記ロータに対向して配置されるステータとを備えるアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造であって、前記ステータは、その周方向に並ぶ複数のステータコアと、当該ステータコアに巻回された平角線からなり、かつ、同相のコイルを複数有する複数相のコイルと、同相の互いに隣接するコイル同士を、ステータの径方向におけるコイルの外側の位置で前記ステータの外周に沿って連結する連結部とを備え、前記コイルは、前記平角線がその厚み方向を前記軸方向に向けた状態で前記ステータコアに対して前記軸方向に巻き重ねられることにより形成され、各相の前記連結部は、前記軸方向に偏平な平角線から構成されるとともに、前記周方向の同じ位置で近接する他の相の連結部に対して、前記軸方向に重なり合っていることを特徴とする、ステータ構造を提供する。

本発明における「厚み方向を上記軸方向に向けた状態で当該軸方向に巻き重ねられた平角線」は、いわゆる「エッジワイズ巻き」された平角線を意味する。

本発明によれば、各相の連結部は、回転軸の軸方向に偏平な平角線から構成されるとともに、ステータの周方向の同じ位置で近接する他の相の連結部に対して上記軸方向に重なり合うので、各相の連結部がステータの径方向に重なり合うのを回避して、アキシャルギャップ型回転電機をコンパクトに構成することができる。さらに、コイルを構成する平角線と同じ平角線で連結部を構成することができるため、平角線とは別の連結線を設ける必要がなく、部品点数および製造工程を削減することができる。また、コイルは、平角線がその厚み方向を上記軸方向に向けた状態で、ステータコアに対して上記軸方向に隙間なく巻き重ねられることにより形成されるので、コイルの占積率を高めることができる。なお、本発明における連結部は、コイルから延出させた平角線で構成する場合と、コイルとは別に設けた平角線で構成する場合の両方を含む。

本発明においては、前記連結部は、同相のコイルから各々延出された平角線同士が接続されることにより構成されていることが好ましい。

この構成によれば、同相のコイルから各々延出された平角線を接続するだけで連結部を構成できるため、部品点数および製造工程を削減することができる。

本発明においては、異なる相の前記連結部を、前記軸方向に互いに離間させた状態で支持するクリップをさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、クリップにより、異なる相の連結部が互いに接触するのを防止しつつ、異なる相の連結部を支持することができる。

本発明においては、前記アキシャルギャップ型回転電機は、前記周方向に第１相コイル、第２相コイル、および第３相コイルの順で並ぶコイル群を一単位とする複数のコイル群が前記周方向に並ぶことにより構成された三相回転電機であり、前記連結部は、互いに隣接する同相のコイルを、前記軸方向の一端側と他端側とで前記周方向において交互に連結し、前記第１相コイル同士を連結する連結部である第１連結部、前記第２相コイル同士を連結する連結部である第２連結部、および前記第３相コイル同士を連結する連結部である第３連結部、の各々における平角線同士の接続点は、前記周方向の異なる位置に設けられるとともに、前記第１連結部における前記接続点および前記第３連結部における前記接続点は、各々、前記周方向の同じ位置で他の相の前記連結部と重なり合わない位置に設けられることが好ましい。

この構成によれば、各相の連結部における平角線同士の接続点は、ステータの周方向の異なる位置に設けられ、第１連結部における接続点および第３連結部における接続点は、各々、上記周方向の同じ位置で他の相の連結部と重なり合わない位置に設けられるので、ステータの製造過程において、各相のコイルを所定位置に配置した後にコイル同士の接続作業を行う場合に、第２連結部および第３連結部が第１連結部における平角線同士の接続作業の邪魔になることがなく、また、第１連結部および第２連結部が第３連結部における平角線同士の接続作業の邪魔になることがない。従って、ステータの製造過程において、コイル同士の接続作業を容易に行うことができる。
なお、本発明は、回転軸と、当該回転軸と共に回転するロータと、前記回転軸の軸方向に、前記ロータに対向して配置されるステータとを備えるアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造であって、前記ステータは、その周方向に並ぶ複数のステータコアと、当該ステータコアに巻回された平角線からなり、かつ、同相のコイルを複数有する複数相のコイルと、同相の互いに隣接するコイル同士を、前記ステータの外周に沿って連結する連結部とを備え、前記コイルは、前記平角線がその厚み方向を前記軸方向に向けた状態で前記ステータコアに対して前記軸方向に巻き重ねられることにより形成され、各相の前記連結部は、同相のコイルから各々延出された平角線同士が接続されることにより構成されるとともに、前記周方向の同じ位置で近接する他の相の連結部に対して、前記軸方向に重なり合っており、前記アキシャルギャップ型回転電機は、前記周方向に第１相コイル、第２相コイル、および第３相コイルの順で並ぶコイル群を一単位とする複数のコイル群が前記周方向に並ぶことにより構成された三相回転電機であり、前記連結部は、互いに隣接する同相のコイルを、前記軸方向の一端側と他端側とで前記周方向において交互に連結し、前記第１相コイル同士を連結する連結部である第１連結部、前記第２相コイル同士を連結する連結部である第２連結部、および前記第３相コイル同士を連結する連結部である第３連結部、の各々における平角線同士の接続点は、前記周方向の異なる位置に設けられるとともに、前記第１連結部における前記接続点および前記第３連結部における前記接続点は、各々、前記周方向の同じ位置で他の相の前記連結部と重なり合わない位置に設けられるものであってもよい。

本発明においては、前記第１連結部、前記第２連結部、および前記第３連結部が前記軸方向に重なり合う前記周方向の所定位置において、前記第２連結部が、前記１連結部と前記第３連結部との間に配置され、前記第２連結部における前記接続点が、前記所定位置に設けられることが好ましい。

この構成によれば、ステータの製造過程において、第２相の平角線接続を行う際に、第２相の平角線から第１相の平角線および第３相の平角線を上記軸方向に引き離した状態で第２相の平角線接続を行うことにより、その平角線接続を容易に行うことができる。

なお、この構成を有するステータを製造する際には、前記第２連結部における平角線同士の接続は、前記第１連結部における平角線同士の接続および前記第３連結部における平角線同士の接続よりも先に行われることが好ましい（ステータの製造方法）。

この製造方法によれば、第１相の平角線接続および第２相の平角線接続を行う前に、第２相の平角線から第１相の平角線および第３相の平角線を上記軸方向に引き離しておき、その状態で第２相の平角線接続を行うことにより、その平角線接続を容易に行うことができる。

本発明においては、各相の前記連結部は、前記軸方向における前記コイルの端部を起点として、前記軸方向に波打つ状態で配置されていることが好ましい。

この構成によれば、各相の連結部が互いに干渉するのを容易に防止することができ、特に、各相の連結部の端部が他の相の連結部と干渉するのを容易に防止することができる。

本発明においては、一つのステータコアに、互いに独立した複数の平角線から構成された複数の前記コイルが設けられていることが好ましい。

この構成によれば、車両の状態に応じて、コイルに発生する磁界の強さを容易に調節することができる。

以上説明したように、本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造によれば、コイルの占積率を高めつつ、ステータの径が大きくなるのを抑えて回転電機をコンパクトに構成することができる。

本発明の実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造の概略を示す斜視図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図２におけるＩＩＩ部を拡大して示す断面図である。 本発明の実施形態におけるコイルおよび連結部を、ステータの径方向外側から見た図である。 （ａ）は、本発明の実施形態におけるコイルおよび連結部をステータの軸方向一方側から見た概略図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態におけるクリップを示す斜視図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示されるクリップに連結部が支持された状態を示す正面図である。 （ａ）は、一つのステータコアに２つのコイルを設けた場合のそのコイルを示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に示されるコイルを支持するクリップを示す図である。 一つのステータコアに４つのコイルを設けた場合のそのコイルを示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について詳述する。なお、図１では、後述する連結部５０の図示を省略している。

まず、本実施形態におけるアキシャルギャップ型回転電機の概略構成について説明する。

本実施形態におけるアキシャルギャップ型回転電機は、回転軸１０と、回転軸１０と共に回転するロータ２と、回転軸１０の軸方向に、ロータ２に対向して配置されるステータ４と、ロータ２およびステータ４を収容するハウジング６（図２参照）とを備えている。

このアキシャルギャップ型回転電機は、三相回転電機であり、図１，４に示されるように、ステータ４は、その周方向にＵ相コイル２３ｕ（本発明の「第１相コイル」に相当）、Ｖ相コイル２３ｖ（本発明の「第２相コイル」に相当）、およびＷ相コイル２３ｗ（本発明の「第３相コイル」に相当）の順で並ぶコイル群２３Ｇを一単位とする複数のコイル群２３Ｇが周方向Ｓに並ぶことにより構成されている。

すなわち、周方向Ｓにおいて互いに隣接するＵ相コイル２３ｕ，２３ｕの間に、一つのＶ相コイル２３ｖおよび一つのＷ相コイル２３ｗが介在している。同様に、周方向Ｓにおいて互いに隣接するＶ相コイル２３ｖ，２３ｖの間に、一つのＷ相コイル２３ｗおよび一つのＵ相コイル２３が介在し、周方向Ｓにおいて互いに隣接するＷ相コイル２３ｗ，２３ｗの間に、一つのＵ相コイル２３ｕおよび一つのＶ相コイル２３ｖが介在している。

なお、以下の説明では、図１に示されるように、回転軸１０と平行な方向を「軸方向Ｙ」、ステータ４の径方向（回転軸１０と直交する方向）を「径方向Ｘ」、ステータ４の周方向を「周方向Ｓ」と称する。

図１に示されるように、ロータ２は、所定間隔を隔てて対向配置される円盤状の一対のロータ本体１２Ａ，１２Ｂを備えている。ロータ本体１２Ａ，１２Ｂは、各々、バックヨークを兼ねるロータ円盤と、周方向に並ぶ状態でロータ円盤に固定される複数の永久磁石とを有する。ロータ本体１２Ａ，１２Ｂは、各々、回転軸１０に固定されており、回転軸１０は、ベアリング２８（図２参照）を介してステータ４に支持されている。この構成により、ロータ２がステータ４に対して回転自在に支持されている。

以下の説明では、Ｕ相コイル２３ｕ、Ｖ相コイル２３ｖ、およびＷ相コイル２３ｗを総称する場合に、これらのコイルをコイル２３と称する。

次に、ステータ４の構造について、詳細に説明する。

ステータ４は、ロータ本体１２Ａ、１２Ｂの間に配置されている。図１，２に示されるように、ステータ４は、周方向Ｓに並ぶ複数のステータコア２２と、ステータコア２２に巻回された平角線からなり、かつ、同相のコイル２３を複数有する３相のコイル２３と、同相の互いに隣接するコイル２３同士を、ステータ４の外周に沿って連結する連結部５０と、異なる相の連結部５０を軸方向Ｙに互いに離間させた状態で支持するクリップ５１（図５参照）と、軸方向Ｙの両側からステータコア２２を支持する一対の支持部材２６（図２，３参照）と、複数のステータコア２２の内側に配置されて一対の支持部材２６を連結する内筒部材２０と、各支持部材２６とステータコア２２との間に各々介設されるシール部材２４とを含む。

図２，３に示されるように、ステータコア２２は、コア本体４０とこれに装着されるボビン４４とを備えている。コア本体４０は、所定形状にプレスされた複数枚の電磁鋼板４１（図１参照）が径方向Ｘに積層されたブロック状の構造を有する。より具体的には、コア本体４０は、図１に示されるように、平面視で、径方向Ｘの外側から内側に向かって先細りのほぼ台形状に形成されている。

コア本体４０はボビン４４により一体に保持されている。ボビン４４は絶縁性を有する樹脂材料により形成されており、例えば、コア本体４０を金属部品、ボビン４４を樹脂部品とするインサート成型によってステータコア２２が成型されている。つまり、ボビン４４によってコア本体４０を包囲するように、コア本体４０とボビン４４とが一体成型されている。ボビン４４は、図３に示されるように、コイル２３が装着される（平角線が巻回される）軸部４４ａと、軸部４４ａの両端に設けられたフランジ部４４ｂとを有している。フランジ部４４ｂは、軸部４４ａにおいてコイル２３が装着されている部分から軸方向Ｙに離間している。

図１〜４に示されるように、各コイル２３は、平角線がその厚み方向を軸方向Ｙに向けた状態でステータコア２２に対して軸方向Ｙに隙間なく巻き重ねられることにより形成されている。この巻き重ね方法（巻回方法）は、いわゆる「エッジワイズ巻き」と称されるものである。

各コイル２３の巻回方向は、コイル群２３Ｇ毎に同じであり、かつ、隣接するコイル群２３Ｇ，２３Ｇ間で互いに逆向きとなっている。図４に示される例では、左側のコイル群２３Ｇにおける巻回方向が、同図の上側から下側に向かって右巻き（時計回り）となっており、右側のコイル群２３Ｇにおける巻回方向が、同図の上側から下側に向かって左巻き（反時計回り）となっている。各コイル２３は、軸方向Ｙにおける一端部（図４の上端部）の位置が同じであり、かつ、軸方向Ｙにおける他端部（図４の下端部）の位置が同じである。

図４，５に示されるように、連結部５０は、同相のコイル２３から各々延出された平角線同士が接続されることにより構成されている。具体的には、図３，４に示されるように、各相の連結部５０は、軸方向Ｙに偏平な平角線から構成されるとともに、周方向Ｓの同じ位置で近接する他の相の連結部５０に対して、軸方向Ｙに重なり合っている。

すなわち、図４に示されるように、Ｕ相の連結部５０をＵ相連結部５０ｕ（本発明の「第１連結部」に相当）、Ｖ相の連結部５０をＶ相連結部５０ｖ（本発明の「第２連結部」に相当）、Ｗ相の連結部５０をＷ相連結部５０ｗ（本発明の「第３連結部」に相当）と称する場合に、Ｕ相連結部５０ｕは、周方向Ｓの同じ位置で近接するＶ相連結部５０ｖおよびＷ相連結部５０ｗに対して、軸方向Ｙに重なり合っている。Ｖ相連結部５０ｖおよびＷ相連結部５０ｗについても同様である。

図４に示されるように、連結部５０は、互いに隣接する同相のコイル２３を、軸方向Ｙの一端側（図４における上側）と他端側（図４における下側）とで周方向Ｓにおいて交互に連結している。すなわち、Ｕ相連結部５０ｕは、互いに隣接するＵ相コイル２３ｕ，２３ｕを、軸方向Ｙの一端側と他端側とで周方向Ｓにおいて交互に連結している。Ｖ相連結部５０ｖおよびＷ相連結部５０ｗについても同様である。

同相のコイル２３をこのように連結することにより、周方向Ｓの同じ位置で重なり合う連結部５０の数が、周方向Ｓの位置によって異なる。具体的には、図４に示されるように、軸方向Ｙにおけるコイル２３の一端側および他端側において、各々、Ｕ相連結部５０ｕのみが存在する領域（連結部５０が重なり合わない領域）と、Ｕ相連結部５０ｕおよびＶ相連結部５０ｖのみが重なり合う領域（２つの連結部５０が重なり合う領域）と、Ｕ相連結部５０ｕ、Ｖ相連結部５０ｖ、およびＷ相連結部５０ｗが重なり合う領域（３つの連結部５０が重なり合う領域）とが、周方向Ｓに沿ってこの順序で並んでおり、この３つの領域を一単位の領域群として、複数の領域群が周方向Ｓに並んでいる。

Ｕ相連結部５０ｕにおける平角線同士の接続点Ｐｕ、Ｖ相連結部５０ｖにおける平角線同士の接続点Ｐｖ、およびＷ相連結部５０ｗにおける平角線同士の接続点Ｐｗは、周方向Ｓの異なる位置に設けられる。図４に示される例では、軸方向Ｙにおけるコイル２３の一端側および他端側において、接続点Ｐｕは、Ｕ相コイル２３ｕとＶ相コイル２３ｖとの間に設けられ、接続点Ｐｖは、Ｗ相コイル２３ｕとＵ相コイル２３ｕとの間に設けられ、接続点Ｐｗは、Ｖ相コイル２３ｖとＷ相コイル２３ｗとの間に設けられる。

さらに、Ｕ相の接続点Ｐｕは、周方向Ｓの同じ位置で他の相の連結部５０（Ｖ相連結部５０ｖおよびＷ相連結部５０ｗ）と重なり合わない位置に設けられ、Ｗ相の接続点Ｐｗは、周方向Ｓの同じ位置で他の相の連結部５０（Ｕ相連結部５０ｕおよびＶ相連結部５０ｖ）と重なり合わない位置に設けられる。

図４に示されるように、各相の連結部５０は、軸方向Ｙにおけるコイル２３の端部を起点として、他の相の連結部５０との干渉を避けるように、軸方向Ｙに波打つ状態で配置されている。図４に示される例では、軸方向Ｙにおける一端側（図の上側）のＵ相連結部５０ｕは、全体として下向きに凸（谷）となる状態に配置されている。上記一端側のＶ相連結部５０ｖは、左側で下向きに凸（谷）、右側で上向きに凸（山）となる状態に配置されている。上記一端側のＷ相連結部５０ｗは、全体として上向きに凸（山）となる状態に配置されている。そして、Ｖ相連結部５０ｖの上向きに凸の部分（山部）およびＷ相連結部５０ｗの全体が、各コイル２３の上記一端側の端部よりも上側に迫り出している。軸方向Ｙにおける他端側（図の下側）のＵ相連結部５０ｕ、Ｖ相連結部５０ｖ、およびＷ相連結部５０ｗは、上記一端側とは逆向きに凸となる波打ち状態に配置されている。

Ｖ相連結部５０ｖの上記山部およびＷ相連結部５０ｗが、各コイル２３の上記一端側の端部よりも上側に迫り出している。連結部５０の上記迫り出した部分は、フランジ部４４ｂとコイル２３との間の空間ＳＰ１（図４参照）に収容される。この空間ＳＰ１は、後述の閉空間ＳＰの一部である。

図４に示されるように、Ｕ相連結部５０ｕ、Ｖ相連結部５０ｖ、およびＷ相連結部５０ｗが軸方向Ｙに重なり合う周方向Ｓの所定位置（Ｗ相コイル２３ｗとＵ相コイル２３ｕとの間の領域）において、Ｖ相連結部５０ｖは、Ｕ相連結部５０ｕとＷ相連結部５０ｗとの間に配置される。そして、Ｖ相の接続点Ｐｖは、上記所定位置に設けられている。

クリップ５１は、図５（ｂ），（ｃ）に示されるように、長方形状の板状部材であって、その幅方向一端側の長辺から当該幅方向に延び、かつ、その長手方向に互いに所定の間隔を隔てて設けられた６つのスリット部５２を有している。６つのスリット部５２のうちの３つは長手方向の一端側に設けられ、他の３つは長手方向の他端側に設けられている。

図５（ａ）に示されるように、閉空間ＳＰ内において、複数のクリップ５１が、後述の円筒ハウジング７の内周面に沿って、互いに所定の間隔を隔てて配置される。各クリップ５１は、その長手方向が軸方向Ｙに沿い、かつ、その幅方向が径方向Ｘに沿うように配置される。各クリップ５１は、図５（ａ）に示す径方向Ｘの外側にスリット部５２が位置する状態で配置されるが、径方向Ｘの内側にスリット部５２が位置する状態で配置されてもよい。

また、図５（ａ）に示されるように、閉空間ＳＰ内において、複数の誘導板５３が、内筒部材２０の外周面に沿って、互いに所定の間隔を隔てて配置される。誘導板５３は、長方形状の部材である。誘導板５３は、その長手方向が軸方向Ｙに沿い、かつ、その幅方向が径方向Ｘに沿うように配置される。クリップ５１と誘導板５３とは、周方向Ｓにおいて交互に配置される。図５（ａ）に示される例では、互いに隣接する２つのクリップ５１，５１の間に、２つのコイル２３が介在している。また、互いに隣接する２つの誘導板５３，５３の間に、２つのコイル２３が介在している。

クリップ５１の長手方向一端側の３つのスリット部５２には、軸方向Ｙの一端側に配置されるＷ相連結部５０ｗ、Ｖ相連結部５０ｖ、およびＵ相連結部５０ｕが挿入され、これにより、３つのスリット部５２が各相の連結部５０を支持する。クリップ５１の長手方向他端側の３つのスリット部５２には、軸方向Ｙの他端側に配置されるＷ相連結部５０ｗ、Ｖ相連結部５０ｖ、およびＵ相連結部５０ｕが挿入され、これにより、３つのスリット部５２が各相の連結部５０を支持する。なお、図５（ｃ）には、便宜上、６本の連結部５０を図示しているが、実際には、クリップ５１の配置位置に応じて、クリップ５１が支持する連結部５０の数が異なる。

一対の支持部材２６は、非磁性材料（オーステナイト系ステンレス、アルミ等）により形成された円盤状の部材である。図２に示されるように、支持部材２６は、後述する円筒ハウジング７の内周面（小径部７ａ以外の内周面）と同等の外径寸法を有しており、その中心には、回転軸１０が貫通する軸孔３０が形成されている。支持部材２６のうち、ロータ本体１２Ａ、１２Ｂに対向する側の面には、軸孔３０を包囲するように外向きにボス部３２が突設されており、このボス部３２内にベアリング２８が圧入されている。

各支持部材２６は、円環状に連結されたステータコア２２（以下、便宜上「ステータコア連結体」と称す）を軸方向Ｙの両側から挟み込むように設けられている。より詳しく説明すると、支持部材２６は、軸孔３０を中心としてその周囲に、コア本体４０に対応する形状の複数の窓部３４を備えている。他方、ステータコア２２のコア本体４０には、ボビン４４から軸方向Ｙの外側に突出するティース部４０ａが設けられており、当該ティース部４０ａが窓部３４に嵌合している。

各支持部材２６とステータコア連結体との間には、各支持部材２６とステータコア連結体との間をシールするシール部材２４が挟み込まれている。

ステータコア連結体の内側には、内筒部材２０が配置されている。内筒部材２０は、支持部材２６と同様に非磁性材料（オーステナイト系ステンレス、アルミ等）で形成されている。この内筒部材２０は、図２に示されるように、一対の支持部材２６の間に配置され、ボルトＢによりシール部材２４を介して各支持部材２６に固定されている。

ハウジング６は、ステータ４が組み付けられる円筒ハウジング７と、この円筒ハウジング７の軸方向両端を塞ぐ円盤状の一対のエンドカバー（図示略）とを有する。エンドカバーの中心には、図外の軸孔が形成されており、回転軸１０が、各軸孔を通じてハウジング６の外部に導出されている。

図２，３に示されるように、円筒ハウジング７の内側であってかつ軸方向Ｙの中央部には、内径が他の部分よりも小さく設定された小径部７ａが形成されており、この小径部７ａに、ステータ４が組み付けられている。具体的には、ステータコア連結体（ステータコア２２）が小径部７ａの内側に配置され、当該ステータコア連結体および小径部７ａを軸方向両側から挟み込むように一対の支持部材２６が重ね合わされ、この状態で、各支持部材２６が各々軸方向Ｙの両側からボルトＢによって前記小径部７ａに固定されている。

上記のように構成された回転電機において、ハウジング６の内側には、ボビン４４、内筒部材２０およびハウジング６（小径部７ａ）によって平面視円環状の閉空間ＳＰが形成されている。そして、円筒ハウジング７のうち、閉空間ＳＰを挟んだ径方向の互いに反対側の位置に冷却液の導入用ポートＩＰと導出用ポートＯＰとが設けられ、閉空間ＳＰに対してオイル等の冷却液が供給されるようになっている。閉空間ＳＰ内に、クリップ５１および誘導板５３を設けることにより、冷却液が円環状の閉空間ＳＰ内で蛇行しながら周方向Ｓに流動し、これにより、コイル２３が効率よく冷却される。

次に、ステータ４の製造方法を説明する。

まず、ステータコア２２に平角線を巻回することにより、各相のコイル２３を製造する。次いで、内筒部材２０を準備して、内筒部材２０を中心にして各相のコイル２３を図１，４に示す並び順で円環状に配置して、互いに隣接する各コイル２３のフランジ部４４ｂ同士を連結することにより、ステータコア連結体を構成する。

次いで、ステータコア連結体を軸方向Ｙの片方のシール部材２４および支持部材２６に重ね合わせて、支持部材２６の窓部３４にステータコア連結体を嵌め込む。

次いで、図４に示されるように、互いに隣接する同相のコイル２３から延出した平角線同士を接続（例えば溶接）することにより、Ｕ相連結部５０ｕ、Ｖ相連結部５０ｖ、およびＷ相連結部５０ｗを形成する。この接続作業においては、各相のコイル２３からステータ連結体の外周に沿って平角線が延出されている状態で、まず、Ｖ相の平角線の接続作業を行い、次に、Ｕ相の平角線作業およびＷ相の平角線の接続作業を行う。より具体的には、各相のコイル２３から延出された平角線同士が干渉しないように、各相の平角線を軸方向Ｙに波打った状態で配置する（図４参照）。そして、互いに隣接するＵ相コイル２３ｕとＷ相コイル２３ｗの間で、Ｖ相の平角線からＵ相の平角線およびＷ相の平角線を軸方向Ｙに引き離し、この状態でＶ相の平角線の接続作業を行う（図４の接続点Ｐｖ参照）。次に、互いに隣接するＵ相コイル２３ｕとＶ相コイル２３ｖの間で、Ｕ相の平角線の接続作業を行い（図４の接続点Ｐｕ参照）、さらに、互いに隣接するＶ相コイル２３ｖとＷ相コイル２３ｗの間で、Ｗ相の平角線の接続作業を行う（図４の接続点Ｐｗ参照）。

次いで、各相の連結部５０をクリップ５１のスリット部５２に挿入することにより、クリップ５１に各相の連結部５０を支持させる。

次いで、片方の支持部材２６に嵌め込まれたステータコア連結体を、円筒ハウジング７の内周面に沿わせながら取付位置にセットして、円筒ハウジング７に支持部材２６をボルトＢで連結する。

次いで、他方のシール部材２４および支持部材２６を円筒ハウジング７の内周面に沿わせながら窓部３４をステータコア連結体に嵌め込んで取付位置にセットして、円筒ハウジング７に支持部材２６をボルトＢで連結する。

これにより、ステータ４が製造される。

本実施形態に係るステータ４によれば、各相の連結部５０は、軸方向Ｙに偏平な平角線から構成されるとともに、周方向Ｓの同じ位置で近接する他の相の連結部５０に対して軸方向Ｙに重なり合うので、各相の連結部５０が径方向Ｘに重なり合うのを回避して、アキシャルギャップ型回転電機をコンパクトに構成することができる。さらに、コイル２３を構成する平角線と同じ平角線で連結部５０を構成することができるため、平角線とは別の連結線を設ける必要がなく、部品点数および製造工程を削減することができる。また、コイル２３は、平角線がその厚み方向を軸方向Ｙに向けた状態で、ステータコア２２に対して軸方向Ｙに巻き重ねられることにより形成されるので、コイル２３の占積率を高めることができる。

また、本実施形態によれば、同相のコイル２３から各々延出された平角線を接続するだけで連結部５０を構成できるため、部品点数および製造工程を削減することができる。

また、本実施形態によれば、クリップ５１により、異なる相の連結部５０が互いに接触するのを防止しつつ、異なる相の連結部５０を支持することができる。

また、本実施形態によれば、平角線同士の接続点Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗは、周方向Ｓの異なる位置に設けられ、接続点Ｐｕおよび接続点Ｐｗは、各々、周方向Ｓの同じ位置で他の相の連結部５０と重なり合わない位置に設けられるので、ステータ４の製造過程において、各相のコイル２３を所定位置に配置した後にコイル２３同士の接続作業を行う場合に、Ｖ相連結部５０ｖおよびＷ相連結部５０ｗがＵ相の平角線同士の接続作業の邪魔になることがなく、また、Ｕ相連結部５０ｕおよびＶ相連結部５０ｖがＷ相の平角線同士の接続作業の邪魔になることがない。従って、ステータ４の製造過程において、コイル２３同士の接続作業を容易に行うことができる。

また、本実施形態によれば、Ｕ相連結部５０ｕ、Ｖ相連結部５０ｖ、およびＷ相連結部５０ｗが軸方向Ｙに重なり合う周方向Ｓの上記所定位置において、Ｖ相連結部５０ｖが、Ｕ相連結部５０ｕとＷ相連結部５０ｗとの間に配置され、Ｖ相の接続点Ｐｖが、上記所定位置に設けられているため、ステータ４の製造過程において、Ｖ相の平角線接続を行う際に、Ｖ相の平角線からＵ相の平角線およびＷ相の平角線を軸方向Ｙに引き離した状態でＶ相の平角線接続を行うことにより、その平角線接続を容易に行うことができる。また、Ｖ相の平角線同士の接続を、Ｕ相における平角線同士の接続およびＷ相の平角線同士の接続よりも先に行えば、ステータ４の製造過程において、Ｖ相の平角線からＵ相の平角線およびＷ相の平角線を軸方向Ｙに引き離し易くなるため、Ｖ相の平角線接続をさらに容易に行うことができる。

また、本実施形態によれば、各相の連結部５０は、軸方向Ｙにおけるコイル２３の端部を起点として、軸方向Ｙに波打つ状態で配置されているため、各相の連結部５０が互いに干渉するのを容易に防止することができ、特に、各相の連結部５０の端部が他の相の連結部５０と干渉するのを容易に防止することができる。

以上、ステータ４の構造について説明したが、このステータ４については、以下のような構成（変形例）を適用することもできる。

図１〜５に示される上記実施形態では、一つのステータコア２２に、１本の平角線から構成される１つのコイル２３が設けられていたが、本変形例では、図６（ａ）に示されるように、一つのステータコアに、互いに独立した２本の平角線から構成される２つのコイル２３，２３が、軸方向Ｙに沿って同一直線上に並んだ状態で設けられている。

本変形例では、図６（ａ）に示されるようなコイル２３，２３が、各相毎に設けられる。以下の説明では、図６（ａ）における上側のコイル２３を「上側コイル２３ａ」、下側のコイル２３を「下側コイル２３ｂ」と称する。

図６（ａ）に示される例では、軸方向Ｙにおける上側コイル２３ａの一端部（図６（ａ）における上端部）から平角線ｈ１が延出し、他端部（図６（ａ）における下端部）から平角線ｈ２が延出している。同様に、軸方向Ｙにおける下側コイル２３ｂの一端部（図６（ａ）における上端部）から平角線ｈ３が延出し、他端部（図６（ａ）における下端部）から平角線ｈ４が延出している。

Ｕ相の互いに隣接する上側コイル２３ａ，２３ａの平角線ｈ１，ｈ１を接続することによりＵ相連結部５０ｕ１が構成され、同様に、平角線ｈ２，ｈ２を接続することによりＵ相連結部５０ｕ２が構成され、平角線ｈ３，ｈ３を接続することによりＵ相連結部５０ｕ３が構成され、平角線ｈ４，ｈ４を接続することによりＵ相連結部５０ｕ４が構成される。他の相についても、Ｕ相の場合と同様に、Ｖ相連結部５０ｖ１，５０ｖ２，５０ｖ３，５０ｖ４およびＷ相連結部５０ｗ１，５０ｗ２，５０ｗ３，５０ｗ４が構成される。

各相の連結部は、図６（ｂ）に示されるように、１２個のスリット部５２に挿入されることで支持される。なお、図６（ｂ）には、便宜上、１２個の連結部を示しているが、実際には、クリップ５１０が配置される位置に応じて、クリップ５１０が支持する連結部の数は異なる。

本変形例によれば、車両の状態に応じて、上側コイル２３ａと下側のコイル２３の接続状態を直列接続または並列接続に切り替えることにより、コイルに発生する磁界の強さを容易に調節することができる。

なお、図６に示される変形例では、一つのステータコアに、２本の平角線から構成される２つのコイル２３ａ，２３ｂが設けられているが、図７に示されるように、一つのステータコアに、互いに独立した４本の平角線から構成される４つのコイル２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄを設けてもよい。この場合も、同相の互いに隣接するコイルから延出される平角線同士が接続される。

２ ロータ
４ ステータ
１０ 回転軸
２２ ステータコア
２３ コイル
２３Ｇ コイル群
２３ｕ Ｕ相コイル（第１相コイル）
２３ｖ Ｖ相コイル（第２相コイル）
２３ｗ Ｗ相コイル（第３相コイル）
５０ 連結部
５０ｕ Ｕ相連結部（第１連結部）
５０ｖ Ｖ相連結部（第２連結部）
５０ｗ Ｗ相連結部（第３連結部）
５１ クリップ
Ｐｕ Ｕ相の接続点
Ｐｖ Ｖ相の接続点
Ｐｗ Ｗ相の接続点
Ｓ ステータの周方向
Ｙ 回転軸の軸方向

Claims (9)

1. 回転軸と、当該回転軸と共に回転するロータと、前記回転軸の軸方向に、前記ロータに対向して配置されるステータとを備えるアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造であって、
   前記ステータは、その周方向に並ぶ複数のステータコアと、当該ステータコアに巻回された平角線からなり、かつ、同相のコイルを複数有する複数相のコイルと、同相の互いに隣接するコイル同士を、ステータの径方向におけるコイルの外側の位置で前記ステータの外周に沿って連結する連結部とを備え、
   前記コイルは、前記平角線がその厚み方向を前記軸方向に向けた状態で前記ステータコアに対して前記軸方向に巻き重ねられることにより形成され、
   各相の前記連結部は、前記軸方向に偏平な平角線から構成されるとともに、前記周方向の同じ位置で近接する他の相の連結部に対して、前記軸方向に重なり合っていることを特徴とする、ステータ構造。
2. 前記連結部は、同相のコイルから各々延出された平角線同士が接続されることにより構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のステータ構造。
3. 前記アキシャルギャップ型回転電機は、前記周方向に第１相コイル、第２相コイル、および第３相コイルの順で並ぶコイル群を一単位とする複数のコイル群が前記周方向に並ぶことにより構成された三相回転電機であり、
   前記連結部は、互いに隣接する同相のコイルを、前記軸方向の一端側と他端側とで前記周方向において交互に連結し、
   前記第１相コイル同士を連結する連結部である第１連結部、前記第２相コイル同士を連結する連結部である第２連結部、および前記第３相コイル同士を連結する連結部である第３連結部、の各々における平角線同士の接続点は、前記周方向の異なる位置に設けられるとともに、前記第１連結部における前記接続点および前記第３連結部における前記接続点は、各々、前記周方向の同じ位置で他の相の前記連結部と重なり合わない位置に設けられることを特徴とする、請求項２に記載のステータ構造。
4. 回転軸と、当該回転軸と共に回転するロータと、前記回転軸の軸方向に、前記ロータに対向して配置されるステータとを備えるアキシャルギャップ型回転電機のステータ構造であって、
   前記ステータは、その周方向に並ぶ複数のステータコアと、当該ステータコアに巻回された平角線からなり、かつ、同相のコイルを複数有する複数相のコイルと、同相の互いに隣接するコイル同士を、前記ステータの外周に沿って連結する連結部とを備え、
   前記コイルは、前記平角線がその厚み方向を前記軸方向に向けた状態で前記ステータコアに対して前記軸方向に巻き重ねられることにより形成され、
   各相の前記連結部は、同相のコイルから各々延出された平角線同士が接続されることにより構成されるとともに、前記周方向の同じ位置で近接する他の相の連結部に対して、前記軸方向に重なり合っており、
   前記アキシャルギャップ型回転電機は、前記周方向に第１相コイル、第２相コイル、および第３相コイルの順で並ぶコイル群を一単位とする複数のコイル群が前記周方向に並ぶことにより構成された三相回転電機であり、
   前記連結部は、互いに隣接する同相のコイルを、前記軸方向の一端側と他端側とで前記周方向において交互に連結し、
   前記第１相コイル同士を連結する連結部である第１連結部、前記第２相コイル同士を連結する連結部である第２連結部、および前記第３相コイル同士を連結する連結部である第３連結部、の各々における平角線同士の接続点は、前記周方向の異なる位置に設けられるとともに、前記第１連結部における前記接続点および前記第３連結部における前記接続点は、各々、前記周方向の同じ位置で他の相の前記連結部と重なり合わない位置に設けられることを特徴とする、ステータ構造。
5. 異なる相の前記連結部を、前記軸方向に互いに離間させた状態で支持するクリップをさらに備えることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載のステータ構造。
6. 前記第１連結部、前記第２連結部、および前記第３連結部が前記軸方向に重なり合う前記周方向の所定位置において、前記第２連結部が、前記１連結部と前記第３連結部との間に配置され、
   前記第２連結部における前記接続点が、前記所定位置に設けられることを特徴とする、請求項３又は４に記載のステータ構造。
7. 各相の前記連結部は、前記軸方向における前記コイルの端部を起点として、前記軸方向に波打つ状態で配置されていることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載のステータ構造。
8. 一つのステータコアに、互いに独立した複数の平角線から構成された複数の前記コイルが設けられていることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載のステータ構造。
9. 請求項６に記載のステータ構造の製造方法であって、
   前記第２連結部における平角線同士の接続は、前記第１連結部における平角線同士の接続および前記第３連結部における平角線同士の接続よりも先に行われることを特徴とする、製造方法。