特開 2022-182850 固定子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022182850

(43)【公開日】2022-12-08

(54)【発明の名称】固定子

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/04 20060101AFI20221201BHJP

   H02K 15/04 20060101ALI20221201BHJP

【ＦＩ】

H02K3/04 J

H02K15/04 E

H02K15/04 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021090600

(22)【出願日】2021-05-28

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(72)【発明者】

【氏名】武井 俊博

【テーマコード（参考）】

5H603

5H615

【Ｆターム（参考）】

5H603AA09

5H603BB01

5H603BB07

5H603BB09

5H603BB12

5H603CA01

5H603CA05

5H603CA10

5H603CB04

5H603CB18

5H603CE02

5H603CE09

5H603EE01

5H615AA01

5H615BB01

5H615BB05

5H615BB14

5H615PP15

5H615QQ03

5H615QQ06

5H615SS03

5H615SS17

(57)【要約】

【課題】コイルエンド部とバスバとのレーザ溶接を適正に行わせることができる固定子を提供する。
【解決手段】固定子は、固定子コアと、固定子コアに設けられた固定子巻線と、固定子巻線のコイルエンド部に接続されたバスバと、を備える。バスバは、平角導体よりなり、周方向に延びる本体部４１と、その本体部４１から径方向に延びる突出部４２とを有し、突出部４２がコイルエンド部に対してレーザ溶接により接合されている。突出部４２において、レーザ溶接時にレーザ照射される方向の厚さ寸法は、本体部４１の板厚よりも厚くなっている。
【選択図】 図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定子コア（１１）と、前記固定子コアに設けられた固定子巻線（１２）と、前記固定子巻線のコイルエンド部（ＣＥ２）に接続されたバスバ（１４）と、を備え、
前記バスバは、平角導体よりなり、周方向に延びる本体部（４１）と、その本体部から径方向に延びる突出部（４２）とを有し、前記突出部が前記コイルエンド部に対してレーザ溶接により接合されており、
前記突出部において、レーザ溶接時にレーザ照射される方向の厚さ寸法が、前記本体部の板厚よりも厚くなっている、固定子（１０）。

【請求項2】

前記突出部において、前記本体部から延びる延出方向の全長範囲のうち径方向の先端面（４２ａ）を含む一部範囲で、前記厚さ寸法が前記本体部の板厚よりも厚くなっている、請求項１に記載の固定子。

【請求項3】

前記突出部において、レーザ溶接時のレーザ照射方向に交差する面が外側に膨出する凸形状となっている、請求項１又は２に記載の固定子。

【請求項4】

前記突出部の先端面において、レーザ溶接時のレーザ照射方向に交差する方向の中央位置では、前記厚さ寸法が前記本体部の板厚よりも厚く、当該方向の端部位置では、前記厚さ寸法が前記本体部の板厚よりも薄くなっている、請求項３に記載の固定子。

【請求項5】

前記固定子コアは、周方向に所定間隔で形成された複数のスロット（２３）を有し、
前記固定子巻線の相ごとの相巻線は、スロット内コイル部（ＣＳ）において周方向に所定のコイルピッチで導体（３３）が前記スロット内に配置されるとともに、前記コイルエンド部において、前記導体が軸方向に対して傾斜する向きで延びかつ所定の頂部位置で折り返された構成となっており、
前記相巻線における巻線端部側の導体は、前記コイルエンド部において当該相巻線の中間部分と同様に軸方向に傾斜する向きで延びており、
前記突出部においてレーザ溶接時にレーザ照射される照射面（４２ｃ）が、前記相巻線の巻線端部における軸方向外側面（３３ａ）と同じ面形状となっている、請求項１～４のいずれか１項に記載の固定子。

【請求項6】

前記固定子巻線は、前記導体として複数の導体セグメント（３０）を用い、それら各導体セグメントが互いに接続されることで構成され、
前記コイルエンド部は、前記固定子コアの軸方向外側において周方向の一定方向に延びる前記導体セグメントの先端部と、周方向の前記一定方向とは逆向き方向に延びる他の前記導体セグメントの先端部とが互いに接合されて構成されており、
前記導体セグメントの先端部において軸方向外側面（３３ａ）が曲面形状となっており、
前記突出部は、前記導体セグメントの先端部に対してレーザ溶接により接合されており、
前記突出部における前記照射面が、前記導体セグメントの先端部における前記軸方向外側面と同じ面形状となっている、請求項５に記載の固定子。

【請求項7】

前記固定子巻線の前記スロット内コイル部において、前記スロット内に前記導体が径方向に所定数並べて配置され、前記導体と前記突出部とが軸方向に重複しており、
前記突出部において、軸方向で前記固定子コア側となる面には、軸方向に斜めとなる向きで面取り部（４５）が形成されている、請求項５又は６に記載の固定子。

【請求項8】

前記バスバは、平板材のプレス成型により成型された平板状をなし、前記プレス成型により生じたダレを有しており、
前記バスバは、板厚方向におけるダレ側及び反ダレ側のうちダレ側の面を前記固定子コア側とし、かつ反ダレ側の面を前記固定子コアの反対側として前記コイルエンド部に対して接合されている、請求項１～７のいずれか１項に記載の固定子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この明細書における開示は、回転電機の固定子に関する。

【背景技術】

【0002】

回転電機の固定子として、固定子コアに設けられた固定子巻線のコイルエンド部に対して、中性点用のバスバや相ごとの電力供給用のバスバが接続されている構成が知られている。また、コイルエンド部とバスバとをレーザ溶接により接合する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１４０８３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、コイルエンド部とバスバとをレーザ溶接により接合する場合には、一般に固定子巻線が固定子コアに組み付けられた状態でレーザ溶接が行われる。この場合、コイルエンド部とバスバとの接合部にレーザが照射される際に、レーザの貫通によりコイルエンド部での絶縁被膜の損傷が生じることが懸念される。特に、固定子の軸方向外側からレーザを照射する場合には、絶縁被膜の損傷の懸念が強くなると考えられる。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、コイルエンド部とバスバとのレーザ溶接を適正に行わせることができる固定子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】

【0006】

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。

【0007】

手段１は、
固定子コアと、前記固定子コアに設けられた固定子巻線と、前記固定子巻線のコイルエンド部に接続されたバスバと、を備え、
前記バスバは、平角導体よりなり、周方向に延びる本体部と、その本体部から径方向に延びる突出部とを有し、前記突出部が前記コイルエンド部に対してレーザ溶接により接合されており、
前記突出部において、レーザ溶接時にレーザ照射される方向の厚さ寸法が、前記本体部の板厚よりも厚くなっている、ことを特徴とする。

【0008】

固定子コアに設けられた固定子巻線において、コイルエンド部にはバスバが接続されている。バスバは、周方向に延びる本体部と、その本体部から径方向に延び、レーザ溶接によりコイルエンド部に接合される突出部とを有している。この場合、バスバの突出部が本体部から径方向に延び、コイルエンド部に対してレーザ溶接により接合されている構成では、バスバの突出部でのレーザ溶接の実施に際し、レーザが被溶接部を貫通することでコイルエンド部の絶縁部材が損傷することが懸念される。なお、バスバは、一般に平板の打ち抜きにより形成され、本体部及び突出部はそれぞれ平板厚さとなっている。

【0009】

この点、バスバの突出部において、レーザ溶接時にレーザ照射される方向の厚さ寸法を本体部の板厚よりも厚くしたため、突出部でのレーザ溶接時において、レーザが被溶接部を貫通することを抑制できる。その結果、固定子巻線のコイルエンド部に対してレーザ溶接によりバスバが接続される構成を好適に実現することができる。

【0010】

手段２は、前記突出部において、前記本体部から延びる延出方向の全長範囲のうち径方向の先端面を含む一部範囲で、前記厚さ寸法が前記本体部の板厚よりも厚くなっている、ことを特徴とする。

【0011】

上記構成によれば、バスバの突出部において、本体部から延びる延出方向で必要な範囲に限って、レーザ照射される向きの厚さ寸法が厚くなっている。そのため、突出部の径方向先端部（被溶接部）において熱容量の増大を最小限に抑えることができ、溶接性を阻害せずにレーザの貫通を抑止することができる。

【0012】

手段３は、前記突出部において、レーザ溶接時のレーザ照射方向に交差する面が外側に膨出する凸形状となっている、ことを特徴とする。

【0013】

突出部において、レーザ溶接時のレーザ照射方向に交差する面が外側に膨出する凸形状となっている。これにより、突出部においてレーザ溶接が行なわれる部分だけ板厚を大きくすることができ、コストアップを抑制しつつ、レーザ溶接時においてレーザが被溶接部を貫通することを抑制できる。

【0014】

手段４は、前記突出部の先端面において、レーザ溶接時のレーザ照射方向に交差する方向の中央位置では、前記厚さ寸法が前記本体部の板厚よりも厚く、当該方向の端部位置では、前記厚さ寸法が前記本体部の板厚よりも薄くなっている、ことを特徴とする。

【0015】

突出部の先端面においてレーザ照射方向に交差する面を外側に膨出する凸形状とし、さらに、レーザ照射方向に交差する方向の中央位置では、厚さ寸法を本体部の板厚よりも厚くし、当該方向の端部位置では、厚さ寸法を本体部の板厚よりも薄くした。これにより、被溶接部における熱容量を小さくすることができる。したがって、レーザが貫通しにくく、かつ小さなエネルギでの溶接が可能になる。

【0016】

手段５は、前記固定子コアは、周方向に所定間隔で形成された複数のスロットを有し、前記固定子巻線の相ごとの相巻線は、スロット内コイル部において周方向に所定のコイルピッチで導体が前記スロット内に配置されるとともに、前記コイルエンド部において、前記導体が軸方向に対して傾斜する向きで延びかつ所定の頂部位置で折り返された構成となっており、前記相巻線における巻線端部側の導体は、前記コイルエンド部において当該相巻線の中間部分と同様に軸方向に傾斜する向きで延びており、前記突出部においてレーザ溶接時にレーザ照射される照射面が、前記相巻線の巻線端部における軸方向外側面と同じ面形状となっている、ことを特徴とする。

【0017】

上記構成によれば、相巻線における巻線端部側の導体は、コイルエンド部において相巻線の中間部分と同様に軸方向に傾斜する向きで延びており、バスバの突出部においてレーザ溶接時にレーザ照射される照射面が、相巻線の巻線端部における軸方向外側面と同じ面形状となっている。この場合、突出部におけるレーザ照射面の面形状と、その突出部の接合相手である相巻線の導体先端部における軸方向外側面の面形状とが一致していることで、レーザの乱反射を抑止し、良好な溶接ビードを得ることができる。

【0018】

手段６は、前記固定子巻線は、前記導体として複数の導体セグメントを用い、それら各導体セグメントが互いに接続されることで構成され、前記コイルエンド部は、前記固定子コアの軸方向外側において周方向の一定方向に延びる前記導体セグメントの先端部と、周方向の前記一定方向とは逆向き方向に延びる他の前記導体セグメントの先端部とが互いに接合されて構成されており、前記導体セグメントの先端部において軸方向外側面が曲面形状となっており、前記突出部は、前記導体セグメントの先端部に対してレーザ溶接により接合されており、前記突出部における前記照射面が、前記導体セグメントの先端部における前記軸方向外側面と同じ面形状となっている、ことを特徴とする。

【0019】

上記構成によれば、導体セグメントの先端部は軸方向外側面（軸方向において固定子コアの反対側の面）が曲面形状となっており、突出部が、導体セグメントの先端部に対してレーザ溶接により接合されている。この場合、突出部におけるレーザ照射面の面形状と、導体セグメントの先端部における軸方向外側面の面形状とが一致していることで、レーザの乱反射を抑止し、良好な溶接ビードを得ることができる。

【0020】

手段７は、前記固定子巻線の前記スロット内コイル部において、前記スロット内に前記導体が径方向に所定数並べて配置され、前記導体と前記突出部とが軸方向に重複しており、前記突出部において、軸方向で前記固定子コア側となる面には、軸方向に斜めとなる向きで面取り部が形成されている、ことを特徴とする。

【0021】

固定子巻線のスロット内コイル部において、スロット内に導体が径方向に所定数並べて配置され、導体と突出部とが軸方向に重複している構成では、バスバの本体部から径方向に延びる突出部と、導体との干渉することが懸念される。この点、バスバの突出部において、軸方向で固定子コア側となる面に、軸方向に斜めとなる向きで面取り部を形成したため、バスバの突出部と導体との干渉を抑制することができる。

【0022】

手段８は、前記バスバは、平板材のプレス成型により成型された平板状をなし、前記プレス成型により生じたダレを有しており、前記バスバは、板厚方向におけるダレ側及び反ダレ側のうちダレ側の面を前記固定子コア側とし、かつ反ダレ側の面を前記固定子コアの反対側として前記コイルエンド部に対して接合されている、ことを特徴とする。

【0023】

バスバの径方向先端部でのレーザ溶接に際し、レーザ照射を行う面を反ダレ側（ダレ側の反対側）の面にすることでレーザの乱反射を抑制することができ、溶け込みが浅くなるといった不都合を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】固定子の斜視図。

【図2】固定子の正面図。

【図3】固定子コアの平面図。

【図4】導体セグメントと固定子コアの一部とを示す斜視図。

【図5】スロット内に収容された状態の一部の導体セグメントを示す図。

【図6】導体セグメントどうしの接続に関する構成を示す図。

【図7】中性点バスバの斜視図。

【図8】中性点バスバに対する温度センサモジュールの組み付け状態を示す斜視図。

【図9】中性点バスバの突出部の構成を示す図。

【図10】中性点バスバにおける突出部の成形の手順を説明するための図。

【図11】固定子巻線に対する中性点バスバの接続状態を示す斜視図。

【図12】導体セグメントの導体露出部においてバスバ突出部が接合される領域を示す図。

【図13】固定子巻線に対する中性点バスバの接続状態を示す斜視図。

【図14】レーザ溶接される中性点バスバと導体セグメントとを示す図。

【図15】固定子の斜視図。

【図16】固定子の正面図。

【図17】コイルエンド部における樹脂封止部の成形を説明するための図。

【図18】変形例において中性点バスバの突出部の構成を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明に係る回転電機の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態及び変形例相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。この実施形態の回転電機としてのモータは、例えば車両用の電動機や、飛行体用の電動機として用いられる。

【0026】

本実施形態の回転電機は、永久磁石同期電動機をはじめ、巻線界磁型や誘導機に適用できるものであり、３相巻線を有する回転電機である。回転電機は、図１に示す円筒形状の固定子１０や、固定子１０の径方向内側に配置される回転子（図示略）など、を備える。回転子は、固定子１０に対して、回転軸を中心にして回転可能に配置されている。以下、軸方向とは、固定子１０の軸方向、すなわち回転子の回転軸の軸方向のことを示し、径方向とは、固定子１０の径方向、すなわち回転子の回転軸に直交する方向のことを示し、周方向とは、固定子１０の周方向、すなわち回転子の回転軸を中心とする周回方向のことを示す。

【0027】

図１及び図２に示すように、固定子１０は、円環状をなす固定子コア１１と、その固定子コア１１に巻装された固定子巻線１２とを備えている。本実施形態の回転電機は、インナロータ型の回転電機であり、固定子１０の径方向内側に、回転子が回転可能な状態で配置されるようになっている。固定子巻線１２は、相ごとの相巻線としてＵ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線を有する３相巻線であり、各相の相巻線の一方の端部に動力線バスバ１３が接続されるとともに、他方の端部に中性点バスバ１４が接続されている。固定子巻線１２において、軸方向に固定子コア１１に重複する範囲がスロット内コイル部ＣＳであり、軸方向両側で固定子コア１１よりも軸方向外側となる部分がコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２である。

【0028】

図３に示すように、固定子コア１１は、円環状のバックヨーク２１と、バックヨーク２１から径方向内側へ突出し周方向に所定距離を隔てて配列された複数のティース２２とを有し、隣り合うティース２２の間にスロット２３が形成されている。スロット２３は、径方向を長手として延びる開口形状をなし、固定子コア１１において周方向に等間隔に設けられている。そして、そのスロット２３に巻装された状態で固定子巻線１２が設けられている。固定子コア１１は、例えば磁性体である電磁鋼板からなるコアシートが軸方向に積層されたコアシート積層体として構成されている。

【0029】

固定子巻線１２は、３相巻線がＹ結線（星形結線）により接続されることにより構成されている。固定子巻線１２は、不図示のインバータを介して電源から電力（交流電力）が供給されることで磁束を発生する。固定子巻線１２は、略矩形断面（平角断面）の一定太さの電気導体を略Ｕ字状に成形した分割導体としての複数の導体セグメント３０を用いて構成されている。以下、固定子巻線１２のセグメント構造について詳しく説明する。

【0030】

図４は、導体セグメント３０と固定子コア１１の一部とを示す斜視図である。図４に示すように、導体セグメント３０は、略Ｕ字状をなし、直線状をなす一対の直線部３１と、一対の直線部３１どうしを繋ぐように屈曲形成されたターン部３２とを有している。一対の直線部３１は、固定子コア１１の軸方向の厚さよりも長い長さを有している。導体セグメント３０は、横断面が矩形状をなす導体（対向する一対の平面部を有する導体）を絶縁被膜により被覆した平角導線を用いて構成されており、各直線部３１の先端部は、絶縁被膜が切除されることで、導体が露出した導体露出部３３となっている。

【0031】

固定子コア１１のスロット２３には、複数の導体セグメント３０が径方向に一列に並べられた状態で挿入される。本実施形態では、スロット２３内に、導体セグメント３０の各直線部３１を６層に積層した状態で収容する構成としている。導体セグメント３０において、一対の直線部３１は所定のコイルピッチを隔てた２つのスロット２３にそれぞれ収容される。直線部３１のうち、スロット２３内に収容された部分が、固定子巻線１２のうちスロット内コイル部ＣＳに相当する。なお、スロット２３内には、固定子コア１１と固定子巻線１２（導体セグメント３０）との間を電気絶縁する絶縁シート２４が設けられている。絶縁シート２４は、スロット２３内に挿入される複数の導体セグメント３０をまとめて囲むように折り曲げられ、スロット２３内において固定子コア１１の内周面（内壁面）と導体セグメント３０との間に挟まれた状態で設けられている。

【0032】

導体セグメント３０の一対の直線部３１は、２つのスロット２３において径方向位置を１つずらしてそれぞれ収容されている。例えば一方の直線部３１が径方向奥側（バックヨーク側）からｎ番目の位置に収容される場合、他方の直線部３１は径方向奥側からｎ＋１番目の位置に収容されるようになっている。

【0033】

固定子コア１１のスロット２３に対する各導体セグメント３０の挿入に際し、各導体セグメント３０の直線部３１は、固定子コア１１の軸方向両端の第１端側及び第２端側のうち第１端側から挿入され、その直線部３１の先端部が第２端側から突出する。この場合、固定子コア１１の第１端側では、導体セグメント３０のターン部３２により一方のコイルエンド部ＣＥ１が形成される。また、固定子コア１１の第２端側では、各直線部３１の反ターン部側が周方向に屈曲され、かつ互いに異なる導体セグメント３０の直線部３１どうしが接続されることにより、他方のコイルエンド部ＣＥ２が形成される。各コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２の概要は図２に示すとおりである。

【0034】

次に、コイルエンド部ＣＥ２における導体セグメント３０の接続についてより詳しく説明する。ここではまず、導体セグメント３０どうしの接続について説明する。

【0035】

図５は、スロット２３内に収容された状態の一部の導体セグメント３０を示す図である。なお、図５では、便宜上、導体セグメント３０の積層数を４とする構成を示すとともに、固定子コア１１を仮想線で示している。導体セグメント３０において、一対の直線部３１の反ターン部側は、固定子コア１１の軸方向端面（図の上端面）から突出し、コア端面に対して所定の角度をもって斜行するように周方向へ屈曲されている。そして、異なる導体セグメント３０の先端部の導体露出部３３どうしが溶接により接合されることで、複数の導体セグメント３０が接続されるようになっている。

【0036】

コイルエンド部ＣＥ２では、固定子コア１１の軸方向外側において周方向の一定方向に延びる導体セグメント３０の先端部と、周方向の一定方向とは逆向き方向に延びる他の導体セグメント３０の先端部とが互いに接合されている。これにより、固定子巻線１２は、コイルエンド部ＣＥ２において、導体セグメント３０の直線部３１が軸方向に対して傾斜する向きで延び、かつ所定の頂部位置で折り返された状態となっている。導体セグメント３０は、各直線部３１の反ターン部側が周方向でターン部３２と同じ側に屈曲されるものと、各直線部３１の反ターン部側が周方向にターン部３２とは逆側に屈曲されるものとを含む。

【0037】

導体セグメント３０どうしの接続に関する構成を、図６を用いて説明する。図６（ａ）は、導体セグメント３０の直線部３１における導体露出部３３を拡大して示す図であり、図６（ｂ）は、導体セグメント３０の導体露出部３３どうしを接続した状態を示す図である。

【0038】

導体セグメント３０の導体露出部３３において、軸方向に外側となる軸方向外側面３３ａ、すなわち図の上面は、軸方向外側に凸となる円弧面となっている。また、導体露出部３３において軸方向外側面３３ａ以外の各面、すなわち軸方向内側面、径方向外側面、径方向内側面の３面は、いずれも平坦面となっている。そして、異なる導体セグメント３０の導体露出部３３どうしを径方向に重ね合わせた状態で、それらが接合されるようになっている。この場合、各導体露出部３３は、平坦面どうしが当接され、例えばレーザ溶接により接合される。

【0039】

上記のとおり導体セグメント３０の導体露出部３３は、軸方向外側面３３ａが外側に凸の円弧面となっている。そして、導体露出部３３どうしは、各々の軸方向外側面３３ａが略面一となる状態で互いに接合されている。この場合、各導体露出部３３は、軸方向外側面３３ａの円弧の中心軸が一致するようにその厚み方向に重ねて接合されている。軸方向外側面３３ａの円弧の半径は、導体セグメント３０の幅よりも大きいとよい。

【0040】

各相の相巻線では、その中間部分において導体セグメント３０どうしの接合により導体の接続がなされている一方、巻線端部において、導体露出部３３に対して各相の動力線バスバ１３や中性点バスバ１４が接続されている。ここでは特に、相巻線の巻線端部における中性点バスバ１４の接続に関する構成を詳しく説明する。

【0041】

図７は、中性点バスバ１４の斜視図である。中性点バスバ１４は、平角導体よりなり、長尺状の本体部４１と、その本体部４１から突出する３つの突出部４２とを有している。中性点バスバ１４は、平板から打ち抜かれた打ち抜き材よりなる。本体部４１は、平面視において円弧状に延びるようにして長尺に形成されている。固定子巻線１２に対する組み付け状態で言えば、中性点バスバ１４は、周方向に延びる本体部４１と、本体部４１から径方向内側に延びる突出部４２とを有するものとなっている（図１参照）。３つの突出部４２は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各相巻線の巻線端部にそれぞれ接合される部位である。本実施形態では、突出部４２の径方向先端部が、コイルエンド部ＣＥ２における各相巻線の巻線端部に対してレーザ溶接により接合されるようになっている。

【0042】

また、本体部４１には、平角導体の一部を固定子１０の径方向及び軸方向に折り返して形成された折り返し部４３が設けられている。折り返し部４３は、固定子１０の温度を検出する温度センサモジュール５１を取り付けるためのセンサ取付部である。具体的には、図８に示すように、中性点バスバ１４には、折り返し部４３に挟まれた状態で温度センサモジュール５１が取り付けられるようになっている。なお、温度センサモジュール５１の一部は本体部４１よりもコア側に突出しており、その突出部分に信号線５２が接続されている。

【0043】

ところで、中性点バスバ１４の突出部４２を巻線端部に対してレーザ溶接により接合する場合には、固定子コア１１に対して固定子巻線１２を組み付けた状態で、コイルエンド部ＣＥ２の軸方向外側から被溶接部に対してレーザが照射される。この場合、レーザ溶接の実施に際し、レーザが被溶接部を貫通することでコイルエンド部ＣＥ２の導線被膜（絶縁部材）が損傷することが懸念される。そこで、本実施形態では、被溶接部におけるレーザの貫通を抑制すべく、中性点バスバ１４における突出部４２において、レーザ溶接時にレーザ照射される方向の厚さ寸法を本体部４１の板厚よりも厚くしている。

【0044】

図９（ａ）は、中性点バスバ１４の突出部４２を図７のＡ方向から見た図であり、図９（ｂ）は、突出部４２を図７のＢ方向から見た図である。図９（ａ），（ｂ）に示すように、中性点バスバ１４の突出部４２では、その延出方向において先端面４２ａを含む所定範囲を径方向先端部４２ｂとしており、その径方向先端部４２ｂの上下方向の厚さ寸法Ｔ１、すなわちレーザ溶接時にレーザ照射される方向の厚さ寸法を、本体部４１の板厚Ｔ２よりも厚くしている。なお、本体部４１の板厚Ｔ２は、打ち抜き加工される平板の板厚である。

【0045】

より詳しくは、突出部４２において、本体部４１から延びる延出方向の全長範囲のうち先端面４２ａを含む一部範囲で、厚さ寸法Ｔ１を本体部４１の板厚Ｔ２よりも厚くしている（図９（ｂ）参照）。また、突出部４２の径方向先端部４２ｂでは、図の上面及び下面、すなわちレーザ溶接時のレーザ照射方向に交差する面が外側に凸の円弧形状となっている（図９（ａ）参照）。この場合特に、突出部４２の先端面４２ａにおいて、レーザ溶接時のレーザ照射方向に交差する方向の中央位置では、厚さ寸法Ｔ１が本体部４１の板厚Ｔ２よりも厚く、当該方向の端部位置では、厚さ寸法Ｔ３が本体部４１の板厚Ｔ２よりも薄くなっている。

【0046】

中性点バスバ１４における突出部４２の成形の手順を、図１０を用いて説明する。なお、図１０（ａ）～（ｃ）において、上段は平面視での突出部４２を示し、下段はＣ方向から見た突出部４２を示す。

【0047】

図１０（ａ）は、平板を打ち抜いた直後の状態（成型前の状態）の突出部４２を示しており、突出部４２において径方向先端部４２ｂに相当する部位の幅寸法が成型後よりも幅広となっている。その後、図１０（ｂ）に示すように、塑性加工により突出部４２が成型される。このとき、所定の押圧治具を用い、突出部４２における余剰な幅広部分を幅方向に押し潰すことにより、厚さ方向に膨出する膨出部分を成型する。この塑性加工によれば、接合面近傍を加工硬化させ、被溶接部での機械強度を向上させることができる。

【0048】

その後、図１０（ｃ）に示すように、厚さ方向に膨出した部分を所定寸法に仕上げ加工する。これにより、所望の形状及び寸法を有する突出部４２が形成される。なお、仕上げ加工では切削や研磨により突出部４２の寸法調整が行われるが、その作業を省略し、成型により図１０（ｃ）の構成を得るようにすることも可能である。

【0049】

図１１（ａ），（ｂ）は、固定子巻線１２に対する中性点バスバ１４の接続状態を示す図である。図１１（ａ），（ｂ）は、固定子巻線１２に対する中性点バスバ１４の接続状態としてそれぞれ同じ構成を示すが、図１１（ｂ）では、多数の導体セグメント３０のうち、各相巻線の巻線端部となる導体セグメント３０のみを示している。これら各図では、便宜上、中性点バスバ１４の接続対象となる導体セグメント３０について網掛けを付している。

【0050】

図１１（ａ），（ｂ）に示すように、導体セグメント３０における直線部３１の反ターン部側、すなわち相巻線において巻線端部を含む部分は、固定子コア１１の周方向に延びており、その巻線端部に中性点バスバ１４が接続されている。つまり、コイルエンド部ＣＥ２では、相巻線の中間部分、すなわち導体セグメント３０どうしが接続される部位と同様に、導体セグメント３０における直線部３１の反ターン部側が軸方向に傾斜する向きで周方向に延びており、各直線部３１の導体露出部３３に対して、中性点バスバ１４の突出部４２がそれぞれ接合されている。

【0051】

上述したとおり、導体セグメント３０の導体露出部３３において軸方向外側面３３ａは、軸方向外側に凸となる円弧面となっている（図６（ａ）参照）。また、中性点バスバ１４において突出部４２の径方向先端部４２ｂでは、レーザ溶接時のレーザ照射側であるレーザ照射面４２ｃが外側に凸の円弧形状となっている（図９（ａ）参照）。この場合、突出部４２におけるレーザ照射面４２ｃの面形状と、導体セグメント３０の先端部における軸方向外側面３３ａの面形状とが一致している。そのため、導体セグメント３０の導体露出部３３と中性点バスバ１４の突出部４２との接合部では、各々で軸方向外側となる面が略面一となっている。

【0052】

図１２は、導体セグメント３０の導体露出部３３において中性点バスバ１４の突出部４２が接合される領域を示す図である。同図では、導体セグメント３０の導体露出部３３において突出部４２が接合される部分に網掛けを付している。この場合、導体露出部３３の軸方向外側面３３ａと突出部４２のレーザ照射面４２ｃと各々の面形状が一致するものとなっている。

【0053】

また、固定子巻線１２のスロット内コイル部ＣＳでは、スロット２３内に導体セグメント３０が径方向に所定数並べて配置され、かつ２つのスロット２３間で連続する同相の導体セグメント３０が、スロット２３内で径方向に１つずれた位置に収容されるようになっている。この場合、コイルエンド部ＣＥ２では、図１３に示すように、中性点バスバ１４の本体部４１から径方向に延びる突出部４２が、接続相手とは異なる別の導体セグメント３０（網掛けの導体セグメント３０）と軸方向に交差する。そのため、中性点バスバ１４の突出部４２が、導体セグメント３０（すなわち、軸方向に傾斜する向きで延びる導体）に干渉することが懸念される。

【0054】

この点について本実施形態では、突出部４２において、軸方向で固定子コア１１側となる面（軸方向内側の面）に、軸方向に斜めとなる向きで面取り部４５を設け、その面取り部４５により、突出部４２と導体セグメント３０との軸方向の干渉を抑制するようにしている。

【0055】

図９（ａ），（ｂ）には、突出部４２に形成された面取り部４５が示されている。突出部４２において、面取り部４５は、レーザ照射面４２ｃの反対側に設けられている。また、図９（ｂ）に示すように、面取り部４５は、突出部４２の延出方向において先端面４２ａから所定範囲で設けられており、先端面４２ａからの範囲で言えば、面取り部４５が設けられた範囲が、径方向先端部４２ｂが設けられた範囲よりも広い範囲となっている。ただし、面取り部４５と径方向先端部４２ｂとが同じ範囲で設けられていてもよい。

【0056】

中性点バスバ１４は、平板材のプレス成型により打ち抜かれた平板状をなしている。そのため、中性点バスバ１４は、プレス成型により生じたダレを有する。なお、中性点バスバ１４のプレス打ち抜きが行われる際には、ダレの反対側である反ダレ側にバリが生じる。この場合、中性点バスバ１４の突出部４２においてダレ側にてレーザ照射が行われると、ダレにより減肉化された部位でレーザ乱反射が生じ、溶け込みが浅くなることが懸念される。

【0057】

そこで本実施形態では、図１４に示すように、中性点バスバ１４において、反ダレ側をレーザ照射面４２ｃとし、そのレーザ照射面４２ｃに対してレーザを照射することで突出部４２のレーザ溶接を行うようにしている。図のＤがダレ部分である。つまり、中性点バスバ１４は、板厚方向におけるダレ側及び反ダレ側（バリ側）のうちダレ側の面を固定子コア１１側とし、かつ反ダレ側の面を固定子コア１１の反対側としてコイルエンド部ＣＥ２に対して接合されている。この場合、反ダレ側のエッジ線を通るように溶接ビードが形成されるとよい。

【0058】

固定子巻線１２に対する動力線バスバ１３の接続については以下に簡単に説明する。図１や図１１（ａ）に示すように、各相の相巻線において中性点とは逆側の巻線端部３５は、コイルエンド部ＣＥ２から径方向外側に突出するように設けられ、その巻線端部３５に各相の動力線バスバ１３が接続されている。相巻線及び動力線バスバ１３についてもレーザ溶接により接続されているとよい。

【0059】

また、コイルエンド部ＣＥ２は絶縁樹脂により樹脂封止されており、その構成を図１５及び図１６に示す。これら各図に示すように、コイルエンド部ＣＥ２には環状に樹脂封止部６１が設けられている。樹脂封止部６１は、各導体セグメント３０の溶接部（導体の折り返し頂部）と、中性点バスバ１４と、相巻線及び動力線バスバ１３の溶接部とを覆うようにして円環状に形成されている。

【0060】

樹脂封止部６１は、軸方向においてコイルエンド部ＣＥ２の一部の範囲で設けられており、その軸方向の範囲は、導体セグメント３０どうしの溶接部を含み、かつ固定子コア１１の軸方向端面から離れた位置までとなっている。この場合、樹脂封止部６１とコア端面との間に、樹脂封止のない領域が設けられていることにより、その領域を、固定子巻線１２を冷却するコイル冷却部として用いることが可能になっている。なお、固定子巻線１２の冷却としては、冷媒として冷却油又は冷却水を用いる冷却（油冷、水冷）や、空気による冷却（空冷）などが想定される。

【0061】

中性点バスバ１４に組み付けられた温度センサモジュール５１も同様に、樹脂封止部６１に覆われている。ただし、温度センサモジュール５１において信号線５２との接続部分（図８参照）を含む一部の部分は、樹脂封止部６１の外に配置されるようになっている。

【0062】

図１７は、コイルエンド部ＣＥ２における樹脂封止部６１の成形を説明するための図である。樹脂封止部６１の成形は、固定子巻線１２のコイルエンド部ＣＥ２に対して各バスバ１３，１４が接続された後に行われる。その成形時には、液状の樹脂材料が入れられた金型７０にコイルエンド部ＣＥ２が挿し入れられ、その状態で樹脂封止部６１が成形される。

【0063】

上記実施形態によれば、以下の優れた効果を有する。

【0064】

中性点バスバ１４の突出部４２において、レーザ溶接時にレーザ照射される方向の厚さ寸法Ｔ１を本体部４１の板厚Ｔ２よりも厚くしたため、突出部４２でのレーザ溶接時において、レーザが被溶接部を貫通することを抑制できる。また、レーザ照射の強さを弱めたり、焦点をずらしたりすることが不要となるため、生産性の低下を抑制ことができる。その結果、固定子巻線１２のコイルエンド部ＣＥ２に対してレーザ溶接により中性点バスバ１４が接続される構成を好適に実現することができる。

【0065】

中性点バスバ１４の突出部４２において、本体部４１から延びる延出方向の全長範囲のうち径方向の先端面４２ａを含む一部範囲で、厚さ寸法Ｔ１を本体部４１の板厚Ｔ２よりも厚くした。この場合、突出部４２において、本体部４１から延びる延出方向で必要な範囲に限って、レーザ照射される向きの厚さ寸法Ｔ１が厚くなっている。そのため、突出部４２の径方向先端部４２ｂ（被溶接部）において熱容量の増大を最小限に抑えることができ、溶接性を阻害せずにレーザの貫通を抑止することができる。

【0066】

中性点バスバ１４の突出部４２において、レーザ溶接時のレーザ照射方向に交差する面が外側に膨出する凸形状となっている。これにより、突出部４２においてレーザ溶接が行なわれる部分だけ板厚を大きくすることができ、コストアップを抑制しつつ、レーザ溶接時においてレーザが被溶接部を貫通することを抑制できる。

【0067】

突出部４２の先端面４２ａにおいてレーザ照射方向に交差する面を外側に膨出する凸形状とし、さらに、レーザ照射方向に交差する方向の中央位置では、厚さ寸法Ｔ１を本体部４１の板厚Ｔ２よりも厚くし、当該方向の端部位置では、厚さ寸法Ｔ３を本体部４１の板厚Ｔ２よりも薄くした。これにより、被溶接部における熱容量を小さくすることができる。したがって、レーザが貫通しにくく、かつ小さなエネルギでの溶接が可能になる。

【0068】

相巻線の巻線端部側の導体セグメント３０が、コイルエンド部ＣＥ２において相巻線の中間部分と同様に軸方向に傾斜する向きで延びており、中性点バスバ１４の突出部４２においてレーザ照射面４２ｃが、導体セグメント３０における導体露出部３３の軸方向外側面３３ａと同じ面形状となっている。この場合、突出部４２におけるレーザ照射面４２ｃの面形状と、その突出部４２の接合相手である導体セグメント３０の導体露出部３３における軸方向外側面３３ａの面形状とが一致していることで、レーザの乱反射を抑止し、良好な溶接ビードを得ることができる。

【0069】

中性点バスバ１４の突出部４２において、軸方向で固定子コア１１側となる面に、軸方向に斜めとなる向きで面取り部４５を形成した。そのため、中性点バスバ１４の突出部４２と導体セグメント３０との干渉を抑制することができる。

【0070】

中性点バスバ１４は、板厚方向におけるダレ側及び反ダレ側のうちダレ側の面を固定子コア１１側とし、かつ反ダレ側の面を固定子コア１１の反対側としてコイルエンド部ＣＥ２に対して接合されている。この場合、レーザ照射を行う面を反ダレ側の面にすることでレーザの乱反射を抑制することができ、溶け込みが浅くなるといった不都合を抑制することができる。また、接合部の合わせ面外観に明瞭な合わせ線が形成されるため、外観検査の精度を向上させることができる。

【0071】

（変形例）
上記実施形態において、その構成の一部を変更してもよい。以下、上記実施形態の変形例について説明する。

【0072】

・上記実施形態では、突出部４２の径方向先端部４２ｂにおいて、レーザ照射方向に交差する両面（コア側及び反コア側の２面）を、それぞれ外側に凸の円弧形状としたが、この構成を変更してもよい。例えば図１８（ａ）に示すように、突出部４２の径方向先端部４２ｂにおいて、レーザ照射方向に交差する両面を、それぞれ外側に凸の三角形形状としてもよい。三角形形状以外の多角形形状にすることも可能である。

【0073】

また、図１８（ｂ）に示すように、突出部４２の径方向先端部４２ｂにおいて、レーザ照射方向に交差する両面のうちレーザ照射側の面（反コア側の面）のみを、外側に凸の円弧形状、若しくは三角形形状としてもよい。又は、突出部４２の径方向先端部４２ｂにおいて、レーザ照射方向に交差する両面のうちレーザ照射側とは反対側の面（コア側の面）のみを、外側に凸の円弧形状、若しくは三角形形状としてもよい。いずれにしろ、突出部４２において、レーザ溶接時のレーザ照射方向に交差する面が外側に膨出する形状になっていればよい。

【0074】

・上記実施形態では、固定子巻線１２を、導体セグメント３０を用いたセグメント構造としたが、これを変更してもよい。例えば、固定子コア１１の各スロット２３に対して、連続線を波巻きにより巻装することで固定子巻線１２を形成する構成であってもよい。

【0075】

・上記実施形態では、固定子巻線１２の巻線端部に接続される中性点バスバ１４について、レーザの貫通を抑制すべく、突出部４２（巻線端部に対する接続部）におけるレーザ照射方向の厚さ寸法を本体部４１の板厚よりも厚くしたが、動力線バスバ１３について同様の構成を付加することも可能である。例えば、同相の相巻線を複数並列に接続する場合には、相ごとに、複数の巻線端部を接続する動力線バスバが設けられることが想定される。かかる場合において、その電力バスバについて、レーザの貫通を抑制すべく、各突出部（巻線端部に対する接続部）におけるレーザ照射方向の厚さ寸法をバスバ本体部の板厚よりも厚くするとよい。

【0076】

・上記実施形態では、本発明をインナロータ式の回転電機で具体化した構成を説明したが、これに代えて、本発明をアウタロータ式の回転電機で具体化することも可能である。この場合、固定子巻線１２のコイルエンド部ＣＥ２の径方向内側に中性点バスバ１４等が設けられるとよい。

【符号の説明】

【0077】

１０…固定子、１１…固定子コア、１２…固定子巻線、１４…中性点バスバ、４１…本体部、４２…突出部、ＣＥ２…コイルエンド部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】