回転電機用コイル及びステータ
【課題】回転電機用コイルにおいて、ステータの軸方向となる方向の寸法を過度に大きくすることなく、コイルエンドを構成する部分の放熱性を向上させることである。
【解決手段】コイル３０は、平板導体の帯を長さ方向複数個所で幅方向に曲げ形成するとともに、それぞれが１巻きである複数のコイル要素３２を順番に配列した状態で連結したエッジワイズ型のコイルとする。複数のコイル要素３２は、ステータコアを構成するティース部１８にコイル３０を巻装した場合にコイルエンドを構成する部分となる、所定方向両端部に、ステータコアの径方向となる方向に折り曲げた複数の折り曲げ部３６を備える。各所定方向端部に設けた複数の折り曲げ部３６同士の間に、所定方向の隙間４２を設ける。
【解決手段】コイル３０は、平板導体の帯を長さ方向複数個所で幅方向に曲げ形成するとともに、それぞれが１巻きである複数のコイル要素３２を順番に配列した状態で連結したエッジワイズ型のコイルとする。複数のコイル要素３２は、ステータコアを構成するティース部１８にコイル３０を巻装した場合にコイルエンドを構成する部分となる、所定方向両端部に、ステータコアの径方向となる方向に折り曲げた複数の折り曲げ部３６を備える。各所定方向端部に設けた複数の折り曲げ部３６同士の間に、所定方向の隙間４２を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板導体の帯を長さ方向複数個所で幅方向に曲げ形成するとともに、それぞれが１巻きである複数のコイル要素を順番に配列した状態で連結し、ステータコアを構成するティース部に巻装して使用するエッジワイズ型の回転電機用コイルと、ステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られている、車両用電動機等の回転電機は、ステータとロータとを備える。また、ステータは、積層鋼板等により構成し、周方向複数個所に径方向に突出するティース部を含むステータコアと、各ティース部に巻装した、または２個以上のティース部にまたがるように巻装した複数のコイルとを含んでいる。このようなコイルとして一般的に使用される導線以外に、平板導体の帯を長さ方向複数個所で幅方向に曲げ形成するとともに、それぞれが１巻きである複数のコイル要素を順番に配列した状態で連結するエッジワイズ型のコイルも知られている。エッジワイズ型のコイルは、ステータコアを構成する各ティース部の周囲に巻装して使用する。このようなエッジワイズ型のコイルは、平角線により構成するので、断面積を大きくでき、放熱性を高くできる。
【０００３】
図１４は、エッジワイズ型のコイルを使用するステータの従来から考えられる構造の１例を示す略斜視図である。図１５は、図１４に示すステータを構成する１個の分割コア要素と、分割コア要素に巻装したエッジワイズ型のコイルとを取り出して示す透視斜視図である。図１４に示すように、ステータ１０は、略円筒状の外周リング１２の内側に複数の分割コア要素１４を環状に連結するように嵌合固定している。図１５に示すように、各分割コア要素１４は、積層鋼板等により構成し、断面略Ｔ字形で、外径側に設けた幅広の基部１６の内径側に、幅狭のティース部１８を結合している。また、ティース部１８にコイル２０を巻装している。コイル２０は、平板導体である平角線の長さ方向複数個所を幅方向に曲げ形成したエッジワイズ型のコイルである。コイル２０の両端部は、径方向外側に伸ばしてＵ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれかの相に対応する、または中性点に対応するバスバー２２に接続し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に対応するバスバー２２の一部に、図示しないインバータ等の外部回路と接続するための端子２４（図１４）を接続している。
【０００４】
エッジワイズ型のコイル２０を巻装した複数の分割コア要素１４は、図１４に示す外周リング１２の内側に、環状に連結するように嵌合固定している。複数の分割コア要素１４を環状に連結することにより、略円筒状のステータコア２６が構成される。このようなステータコア２６を含むステータ１０により回転電機を構成する場合には、ステータ１０の内側に図示しないロータを、ステータ１０と径方向に対向させるように配置する。例えば回転電機を永久磁石付モータとする場合には、ロータの周方向複数個所に永久磁石を配置する。
【０００５】
また、特許文献１には、ステータ本体の端面から突出するコイルエンドをプレス成形でステータ本体における径方向に倒してなるステータにおいて、コイルエンドを倒す際に該コイルエンドとステータ本体の端面とでチューブ状の絶縁部材を挟持してなるステータが記載されている。具体的には、ティース鉄心の間のスロットを通すように導電線が巻回され、その結果、スロットを通すように巻線が配置されている。また、プレス成形で巻線のステータ本体の両端面から突出する両コイルエンドを押圧し、ステータ本体の外径側に倒している。また、コイルエンドとステータ本体の端面とでチューブ状の絶縁部材を挟持している。また特許文献１には、チューブ状の絶縁部材に冷却用冷媒を流すことも記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には、第１コイル巻回部に巻回され、第１固定子スロットに保持される第１コイルと、第２コイル巻回部に巻回され第２固定子スロットに保持される第２コイルとを有するモータが記載されている。第１コイルは、第１コイル束と、第１コイル束の固定子コアの半径方向外方に位置する第２コイル束とを備えている。また、第２コイルは、第３コイル束と、第３コイル束の固定子コアの半径方向外方に位置する第４コイル束とを備えている。各コイル束は、固定子コアの軸方向両端部から外方に突出するとともに、回転子の円周方向に沿う略円弧状の一対の第１〜４コイルエンドと、第１〜４軸方向コイル部とから構成している。第１コイルエンド及び第２コイルエンドと、第３コイルエンド及び第４コイルエンドとは、それらを軸方向端部から見たときの第１固定子スロット及び第２固定子スロットから外れた部分によって隙間を提供している。
【０００７】
また、特許文献３には、平板導体の帯を帯の幅方向に曲げを施すエッジワイズ型のコイルであって、曲げが施された第１の曲げ部のコイル積層方向隣に配置された第２の曲げ部とを含み、第１の曲げ部と第２の曲げ部との内側部分の位置が、平板導体の平面方向に相互にずれるように配置されている回転電機のコイルが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２３６４１５号公報
【特許文献２】特開２００５−２２３９６１号公報
【特許文献３】特開２００５−３０４２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１４から図１５に示した従来から考えられているエッジワイズ型のコイル２０を使用した回転電機の場合、各コイル２０において、ステータコア２６の軸方向端面から軸方向に突出する、すなわち図１５に示すように、ステータコア２６の軸方向となる各ティース部１８の所定方向（図１５の矢印α方向）端面から所定方向に突出するコイル２０の端部であって、コイルエンドを構成する部分では、コイル２０を構成する複数の１巻きのコイル要素２８が単にほぼ平行に積層されているのに過ぎない。このため、このコイルエンドを構成する部分での放熱性を高くする面から改良の余地がある。これに対して、コイル２０において、コイルエンドを構成する部分の所定方向（図１５の矢印α方向）長さを十分に大きくすることによりコイル２０の放熱性を高くすることも考えられるが、この場合には、コイル２０において、ステータ１０の軸方向となる方向の寸法が過度に大きくなり、ステータ１０及びステータ１０を含んで構成する回転電機の軸方向の全長が過度に大きくなる可能性がある。
【００１０】
また、特許文献１に記載のステータの場合、コイルエンドをステータ本体の外径側へ倒すことにより、ステータの軸線方向高さを小さく抑えるとされており、倒したコイルエンドの側面とステータコアに対応するステータ本体との間に絶縁部材を挟持している。このような構成の場合、絶縁部材の熱伝導率を高くすれば、コイルエンドからステータ本体への伝熱性を高くして、伝熱経路における熱抵抗を低減できる可能性がないとはいえない。また、絶縁部材をチューブ状の部品とするとともに、絶縁部材の両端部側を冷却装置に連結することで、絶縁部材を流れる冷媒によりコイルエンド及びステータ本体から熱を奪ってこれらの冷却を行うことができるとされている。
【００１１】
ただし、特許文献１に記載のステータの場合、コイルエンドと放熱対象となる可能性があるステータ本体との間に絶縁部材を挟持しているため、コイルエンドからステータ本体へ伝熱されるとしても、コイルエンド及びステータ本体と絶縁部材との接触面積を大きくするのに限界があり、しかもコイルエンドの側面及びステータ本体の端面の面積を大きくする面からも限界があるため、コイルエンドの放熱性を高くする面から改良の余地がある。
【００１２】
また、特許文献２に記載のモータの場合、第１コイルエンド及び第２コイルエンドと、第３コイルエンド及び第４コイルエンドとは、それらを軸方向端部から見たときの第１固定子スロット及び第２固定子スロットから外れた部分によって隙間が設けられているが、各コイルエンドでは、複数の巻線部が重なり合っているため、互いの巻線部同士の間に隙間を設けることができず、各巻線部の放熱性を高くすることができず、コイルエンドの放熱性を高くする面から改良の余地がある。
【００１３】
また、特許文献３に記載のコイルの場合、エッジワイズ型コイルを使用するため、単なる一般的な巻線を使用する場合よりも放熱性をある程度は高くできるが、コイルエンドを構成する、ステータの突起部から軸方向に突出した部分で、コイルエンドを構成する複数の１巻き部同士の間に大きな隙間を形成することが難しく放熱性を高くする面からまだ改良の余地がある。
【００１４】
本発明の目的は、回転電機用コイル及びステータにおいて、ステータの軸方向となる方向の寸法を過度に大きくすることなく、コイルエンドを構成する部分の放熱性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る回転電機用コイルは、平板導体の帯を長さ方向複数個所で幅方向に曲げ形成するとともに、それぞれが１巻きである複数のコイル要素を順番に配列した状態で連結し、ステータコアを構成するティース部に巻装して使用するエッジワイズ型の回転電機用コイルであって、複数のコイル要素は、ティース部にコイルを巻装した場合にコイルエンドを構成する部分となる、所定方向両端部に設けられ、ステータコアの径方向となる方向に折り曲げられた複数の折り曲げ部を備え、各所定方向端部に設けられた複数の折り曲げ部同士の間に、所定方向の隙間が設けられたことを特徴とする回転電機用コイルである。
【００１６】
上記の構成によれば、複数のコイル要素のそれぞれに折り曲げ部を設けるとともに、各折り曲げ部同士の間に所定方向の隙間を設けているので、コイルエンドの樹脂または空気等と接触する部分の放熱面積となる、全体の表面積を大きくでき、各折り曲げ部で各コイル要素の放熱性を高くできる。このため、コイルエンドを構成する部分の放熱性の向上を図れ、コイルを含むステータを組み込んだ回転電機の冷却性の向上を図れる。しかも、折り曲げ部は、ステータの径方向となる方向に折り曲げられているので、ステータの軸方向となる方向の寸法が過度に大きくなることを防止できる。
【００１７】
また、本発明に係る回転電機用コイルにおいて、好ましくは、各所定方向端部に設けられた複数の折り曲げ部同士の間の、所定方向の隙間のうち、少なくとも一部の隙間の大きさを、残部の隙間の大きさと異ならせる。
【００１８】
また、本発明に係るステータは、内周面に径方向に突出するように設けられた複数のティース部を含むステータコアと、各ティース部に巻装された本発明に係る回転電機用コイルと、を備える。
【００１９】
また、本発明に係るステータにおいて、好ましくは、各回転電機用コイルの各コイル要素に設けられた各折り曲げ部は、ステータコアの軸方向端面から軸方向に突出した部分を、径方向外側に折り曲げている。
【００２０】
上記構成によれば、各折り曲げ部を、ステータコアの軸方向端面から軸方向に突出した部分を、径方向内側に折り曲げる場合に比べて、ステータと対向するロータ側に向けコイルの端部が過度に突き出すことを防止しつつ、互いの間に隙間を設けた複数の折り曲げ部を設けることにより冷却性の向上を図れる。このため、ステータの径方向の寸法が過度に大きくなることを防止して、ステータを含む回転電機が過度に大型化することを防止できる。
【００２１】
また、本発明に係るステータにおいて、好ましくは、複数の折り曲げ部のうち、内径側に配置されるコイル要素に設けられた折り曲げ部の径方向長さを、外径側に配置されるコイル要素に設けられた折り曲げ部の径方向長さよりも大きくしている。
【００２２】
上記構成によれば、ステータコアの軸方向両側の空間を、さらに効率的に利用でき、特に内径側に配置されるコイル要素の折り曲げ部で放熱性をさらに向上させることができる。このため、ロータからの磁場により特に内径側のコイル要素に漏洩磁束が生じて渦電流の発生により内径側で外径側よりもコイル要素が温度上昇しやすくなる場合でも、内径側に配置されるコイル要素で、外径側に配置されるコイル要素よりも放熱性を高めることにより、コイルの均熱化を図りやすくなり、ステータを含む回転電機の性能向上を図りやすくなる。
【００２３】
また、本発明に係るステータにおいて、好ましくは、複数の回転電機用コイルの、ステータコアの軸方向両端面から突出した、折り曲げ部を含む部分によりコイルエンドを構成し、コイルエンドは、樹脂モールドされている。
【００２４】
また、本発明に係るステータにおいて、好ましくは、コイルエンドを覆うコイルエンドカバーを備え、使用時にコイルエンドカバーの内部に冷媒を流す。
【００２５】
上記構成によれば、２個の折り曲げ部同士の間の軸方向の隙間が異なる部分同士で、隙間を流れる冷媒の流速を異ならせて、冷媒と折り曲げ部との間での伝熱性を異ならせることができる。このため、各部の冷却性を任意に調節しやすくできる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る回転電機用コイル及びステータによれば、ステータの軸方向となる方向の寸法を過度に大きくすることなく、コイルエンドを構成する部分の放熱性を向上させることができ、回転電機用コイルを含むステータを組み込んだ回転電機の冷却性の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の回転電機用コイルを示す略斜視図である。
【図２】第１の実施の形態の回転電機用コイルと、コイルを巻装した分割コア要素との部分拡大斜視図である。
【図３】図２のＡ矢視図である。
【図４】図２を上方から下方に見た図である。
【図５】図４の下方から上方に見た図である。
【図６】図５のＢ部拡大図である。
【図７】第１の実施の形態のステータを組み込んだ回転電機の略図である。
【図８】本発明に係る第２の実施の形態の回転電機用コイルと、コイルを巻装した分割コア要素との部分拡大斜視図である。
【図９】図８のＢ矢視図である。
【図１０】図９を右方から左方に見た図である。
【図１１】本発明に係る第３の実施の形態の回転電機用コイルと、コイルを巻装した分割コア要素との端部を示す図である。
【図１２】第３の実施の形態のステータを含む回転電機を備える回転電機冷却システムを示す略断面図である。
【図１３】本発明に係る第４の実施の形態の回転電機用コイルと、コイルを巻装した分割コア要素との端部を示す図である。
【図１４】エッジワイズ型のコイルを使用するステータの従来から考えられる構造の１例を示す略斜視図である。
【図１５】図１４に示すステータを構成する１個の分割コア要素と、分割コア要素に巻装したエッジワイズ型のコイルとを取り出して示す透視斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
［第１の発明の実施の形態］
以下において、図１から図７を用いて本発明に係る第１の実施の形態を説明する。図１は、本実施の形態の回転電機用コイルを示す略斜視図である。図２は、本実施の形態の回転電機用コイルと、コイルを巻装した分割コア要素との部分拡大斜視図である。図３は、図２のＡ矢視図である。図４は、図２を上方から下方に見た図である。図５は、図４の下方から上方に見た図である。図６は、図５のＢ部拡大図である。図７は、本実施の形態のステータを組み込んだ回転電機の略図である。
【００２９】
図１に略示するように本実施の形態の回転電機用のコイル３０は、ステータを構成するために使用するもので、平板導体の帯を長さ方向複数個所で幅方向に曲げ形成したエッジワイズ型のコイルである。また、コイル３０は、上記の図１４から図１５に示した従来から考えられている構造と同様に、回転電機のステータコア２６を構成するティース部１８の周囲に巻装して使用する。なお、本実施の形態の回転電機用コイルの特徴は、コイルエンドを構成する部分の構成を工夫した点にあり、コイルを組み付けるステータコア及び外周リングの構成自体は、上記の図１４から図１５に示した従来から考えられている構成の場合と同様である。このため、以下の説明では、図１４から図１５に示した構成と同等部分には同一の符号を付して重複する説明を省略もしくは簡略化し、以下、本実施の形態の特徴部分を中心に説明する。
【００３０】
図１に略示するように、コイル３０は、平板導体の帯を長さ方向複数個所で幅方向に曲げ形成するとともに、それぞれが１巻きである複数のコイル要素３２を順番に配列した状態で連結している。具体的には、各コイル要素３２は、互いに略平行な一対の直線部３４と、一対の直線部３４の所定方向（図１の矢印β方向）両端部同士を連結した一対の折り曲げ部３６とを備える。各折り曲げ部３６は、一対の直線部３４の長さ方向一端を外径側となる片側（図１の裏側）に略直角に折り曲げた径方向折り曲げ要素３８と、各径方向折り曲げ要素３８の一端部から互いに近づく方向に略直角かつ幅方向に曲げ形成し、互いの径方向折り曲げ要素３８の一端部同士を連結する周方向折り曲げ要素４０とにより構成している。
【００３１】
また、最も径方向内側となる他側（図１の表側）に配置される１個のコイル要素３２から、最も径方向外側となる片側（図１の裏側）に配置されるコイル要素３２に向かうにしたがって、コイル要素３２を構成する一対の直線部３４の長さを徐々に小さくしている。このため、径方向（図１の表裏方向）に隣り合う２個のコイル要素３２のそれぞれを構成する折り曲げ部３６であって、ステータコアを構成するティース部１８（図１５参照）に巻装した場合に、ステータの軸方向となる上下方向（図１の矢印β方向）両側のそれぞれに配置される折り曲げ部３６同士の間に、上下方向の隙間４２が形成される。
【００３２】
また、最も径方向内側となる他側（図１の表側）に配置される１個のコイル要素３２の下側の折り曲げ部３６の一端（図１の右端）から直線部３４と平行な短直線部４４を曲げ形成するように連結し、短直線部４４の一端部（図１の上端部）の幅方向片側（図１の右側）から、図示しないインバータ等の外部回路に接続するための導出部４６を径方向外側に導出させている。さらに、最も径方向外側となる片側（図１の裏側）に配置されるコイル要素３２の上側の折り曲げ部３６の端部から直線部３４と平行な別の短直線部（図示せず）を曲げ形成するように連結し、別の短直線部の幅方向他側から、外部回路に接続するための導出部４８を径方向外側に導出させている。
【００３３】
図２から図６を用いてより具体的に説明すると、コイル３０は、複数のコイル要素３２を連結して構成し、各コイル要素３２は、平行な一対の直線部３４と、一対の直線部３４の端部同士を連結する折り曲げ部３６とを備え、各コイル要素３２同士を連結している。この場合、ステータの周方向（図２の左右方向）に関して互いに同じ側に配置される直線部３４は、各コイル要素３２同士で互いに積層している。
【００３４】
また、各コイル要素３２は、分割コア要素１４を構成するティース部１８（図３、図５）にコイル３０を巻装した場合にコイルエンドを構成する部分となる、ティース部１８の所定方向（図２、図４、図５の左右方向、図３の表裏方向）両端面から突出する両端部に設けられ、ステータコアの径方向となる方向（図２、図３、図５の上下方向、図４の表裏方向）に折り曲げられた２個ずつの折り曲げ部３６を備える。各折り曲げ部３６は、上記の図１を用いて説明したように、径方向折り曲げ要素３８と周方向折り曲げ要素４０とを含む。また、図６に拡大して示すように、ステータの軸方向となる各所定方向の端部に設けられた複数の折り曲げ部３６同士の間に、所定方向（図６の左右方向）の隙間４２を設けている。
【００３５】
また、図４に示すように、最も径方向内側となる他側（図４の裏側）に位置する１個のコイル要素３２に連結した短直線部４４（図１参照）の幅方向片側（図４の上側）から径方向外側（図４の表側）に導出部４６を導出させている。また、最も径方向外側となる片側（図４の表側）に位置する１個のコイル要素３２に連結した別の短直線部５０の幅方向他側（図４の下側）から径方向外側（図４の上側）に導出部４８を導出させている。また、図５、図６に示すように、各コイル要素３２を構成する折り曲げ部３６の径方向（図５、図６の上下方向）の長さはほぼ同じ大きさとする一方、折り曲げ部３６の周方向（図３の左右方向、図４の上下方向）長さは、径方向内側のコイル要素３２の折り曲げ部３６から径方向外側のコイル要素３２の折り曲げ部３６に向けて徐々に大きくしている。
【００３６】
このようなエッジワイズ型のコイル３０は、図２から図５に示すように、分割コア要素１４を構成するティース部１８（図３、図５）に１個ずつ巻装して使用する。分割コア要素１４は、複数を環状に連結するように配置した状態で外周リング１２（図１４参照）の内側に嵌合固定することによりステータを構成する。この状態で、複数の分割コア要素１４によりステータコア２６（図１４参照）が構成される。ステータコア２６は、内周面の周方向複数個所にティース部１８が径方向に突出した状態で配置される。複数のティース部１８に巻装された複数のコイル要素３２の、ステータコア２６の軸方向端面から軸方向外側に突出した部分により、ステータコア２６の軸方向両側に配置される一対のコイルエンドが構成される。すなわち、複数のコイル３０の、ステータコア２６の軸方向両端面から突出した、折り曲げ部３６を含む部分によりコイルエンドが構成される。
【００３７】
また、各コイル３０の内側の断面略矩形状の孔部とティース部１８の側面との間に、図示しない絶縁部材（インシュレータ）を挟持させている。また、各折り曲げ部３６は、各１巻きのコイル要素３２のそれぞれで、ステータコア２６の軸方向両端面から軸方向に突出した直線部３４の端部を、径方向外側に折り曲げている。
【００３８】
また、図７に示すように、複数のコイル３０（図１から図６）の、ステータコア２６の軸方向両端面から突出した、折り曲げ部３６（図１から図６）を含む部分によりそれぞれ構成される一対のコイルエンドは、それぞれ環状に樹脂モールドされ、樹脂により各コイルエンドを覆うことにより、一対の樹脂モールドコイルエンド５２を構成している。このような樹脂モールドコイルエンド５２を含むコイル３０とステータコア２６とにより、ステータ５４が構成される。ステータ５４と、ステータ５４の内径側に配置した回転軸５６と、回転軸５６の中間部外径側にステータ５４と対向するように設けたロータ５８とにより、回転電機６０が構成される。ロータ５８の周方向複数個所にはステータ５４と対向するように図示しない永久磁石を配置して永久磁石付電動機を構成したり、ロータ５８の周方向複数個所にステータ５４と対向するように複数のコイル部（図示せず）を配置して誘導電動機や同期電動機等を構成する。
【００３９】
また、回転電機６０と、回転電機６０に冷却油等の冷媒を供給するための冷媒供給部６２とにより回転電機冷却システムを構成している。冷媒供給部６２は、例えば、一対の樹脂モールドコイルエンド５２の上方からステータ５４及び回転軸５６を支持する図示しないケースに設けた孔部等を通じて、各樹脂モールドコイルエンド５２に冷媒を滴下して、各樹脂モールドコイルエンド５２を冷却する。なお、冷却油としては、例えば、オートマチックトランスミッションフルード（ＡＴＦ）等の、変速装置の潤滑に使用するオイルを使用する。
【００４０】
このような回転電機６０を構成するコイル３０及びステータ５４によれば、複数のコイル要素３２のそれぞれに折り曲げ部３６を設けるとともに、各折り曲げ部３６同士の間にステータ５４の軸方向となる所定方向の隙間４２を設けているので、コイルエンドの樹脂と接触する部分の放熱面積となる、全体の表面積を大きくでき、各折り曲げ部３６で各コイル要素３２の放熱性を向上させることができる。すなわち、各折り曲げ部３６を互いにステータ５４の軸方向となる所定方向に接触させて積層する場合に比べて、折り曲げ部３６の数の約倍数分、複数の折り曲げ部３６部分で表面積を大きくできる。例えば、コイルエンドを本実施の形態のように樹脂モールドする場合に、各コイル要素３２と樹脂との間で伝熱しやすくでき、コイルエンドの放熱性の向上を図れる。しかも、折り曲げ部３６は、ステータ５４の径方向となる方向に折り曲げられているので、ステータ５４の軸方向となる方向の寸法が過度に大きくなることを防止できる。この結果、ステータ５４の軸方向となる方向の寸法を過度に大きくすることなく、コイル３０を含むステータ５４を組み込んだ回転電機６０の冷却性の向上を図れる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、コイルエンドを樹脂モールドしているが、コイルエンドは、樹脂モールドせず、ワニス含浸等により固めるようにすることもできる。この場合でも各折り曲げ部３６同士の間にステータ５４の軸方向となる所定方向の隙間４２が設けられるので、コイルエンドの空気と接触する部分の放熱面積となる、全体の表面積を大きくでき、各折り曲げ部３６で各コイル要素３２の放熱性を高くでき、コイルエンドの放熱性の向上を図れる。また、この場合には、各折り曲げ部３６により、冷却フィンとしての機能を発揮させることができる。
【００４２】
また、本実施の形態のステータ５４を含む回転電機６０は、冷媒供給部６２と組み合わせて、冷媒供給部６２から供給される冷媒によりコイルエンドを冷却しているが、本実施の形態はこのような構成に限定するものではなく、冷媒供給部６２を設けず、ファン等により回転電機６０の内部に送風させ、空冷によりコイルエンドを冷却することもできる。
【００４３】
また、本実施の形態のステータ５４は、内周面の周方向複数個所に径方向に突出するように設けられたティース部１８を含むステータコア２６を備えるとともに、各折り曲げ部３６は、各コイル３０を構成する各１巻きのコイル要素３２のそれぞれで、ステータコア２６の軸方向端面から軸方向に突出した部分を、径方向外側に折り曲げている。このため、各折り曲げ部３６を、ステータコア２６の軸方向端面から軸方向に突出した部分を、径方向内側に折り曲げる場合に比べて、ロータ５８側に向けコイル３０の端部が過度に突き出すことを防止しつつ、互いの間に隙間を設けた複数の折り曲げ部３６を設けることにより、冷却性の向上を図れる。このため、ステータ５４の径方向の寸法が過度に大きくなることを防止して、ステータ５４を含む回転電機６０が過度に大型化することを防止できる。また、本実施の形態では、複数の折り曲げ部３６を外径側に折り曲げるように設けているが、折り曲げ部３６はステータコア２６のティース部１８を結合した外径側の環状部分の軸方向両側のデッドスペースに配置できるため、回転電機６０の内部空間の有効利用を図れる。
【００４４】
また、コイル３０の両端部に設けた導出部４６，４８は、図示の例のような位置から径方向となる方向に導出させる場合に限定するものではなく、例えば種々の任意の位置から径方向に導出させることもできる。
【００４５】
［本発明に係る第２の実施の形態］
図８は、本発明に係る第２の実施の形態の回転電機用コイルと、コイルを巻装した分割コア要素との部分拡大斜視図である。図９は、図８のＢ矢視図である。図１０は、図９を右方から左方に見た図である。
【００４６】
本実施の形態の場合には、上記の第１の実施の形態のエッジワイズ型のコイル３０において、複数の折り曲げ部３６のうち、内径側の１巻きのコイル要素３２に設けられた折り曲げ部３６の径方向長さを、外径側の１巻きのコイル要素３２に設けられた折り曲げ部３６の径方向長さよりも大きくしている。より具体的には、最も外径側に配置される１個のコイル要素３２から最も内径側に配置されるコイル要素３２に向かうにしたがって、各コイル要素３２の折り曲げ部３６の径方向（図８から図１０の上下方向）の長さを徐々に大きくしている。そして、図９、１０に示すように、複数の折り曲げ部３６のすべての外周側縁部が径方向に関してほぼ同位置に配置されるようにしている。なお、図８から図１０では、導出部４６，４８（図１から図５参照）の図示を省略する。
【００４７】
このような本実施の形態によれば、ステータコア２６（図７参照）の軸方向両側の空間を、上記の第１の実施の形態の場合よりも、さらに効率的に利用でき、特に内径側（図８から図１０の下側）に配置されるコイル要素３２の折り曲げ部３６で放熱性をさらに向上させることができる。このため、ロータ５８（図７参照）側で発生する磁場により特に内径側のコイル要素３２に漏洩磁束が生じて渦電流の発生により内径側のコイル要素３２が外径側のコイル要素３２に比べて温度上昇しやすくなる場合でも、内径側に配置されるコイル要素３２で、外径側に配置されるコイル要素３２よりも放熱性を高めることにより、コイル３０の均熱化を図りやすくなる。このため、ステータ５４（図７参照）を含む回転電機６０（図７参照）の性能向上を図りやすくなる。
【００４８】
また、本実施の形態では、複数の折り曲げ部３６のすべての外周側縁部が径方向に関してほぼ同位置に配置されるように構成するため、コイルエンドの外径側の空間をほぼ最大限に活用できる。その他の構成及び作用については、上記の第１の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００４９】
［本発明に係る第３の実施の形態］
図１１は、本発明に係る第３の実施の形態の回転電機用コイルと、コイルを巻装した分割コア要素との端部を示す図である。図１２は、本実施の形態のステータを含む回転電機を備える回転電機冷却システムを示す略断面図である。
【００５０】
本実施の形態では、図１１に示すように、上記の図１から図７に示した第１の実施の形態のエッジワイズ型のコイル３０において、ステータの軸方向となる各所定方向（図１１の左右方向）の端部に設けられた複数の折り曲げ部３６同士の間の、所定方向の隙間４２のうち、少なくとも一部の隙間４２の大きさを、残部の隙間４２の大きさと異ならせている。より具体的には、最も外径側（図１１の上側）に配置される１個のコイル要素３２から最も内径側（図１１の下側）に配置される１個のコイル要素３２に向かうにしたがって、各コイル要素３２とそれぞれに隣り合うコイル要素３２との折り曲げ部３６同士の間の隙間４２の所定方向長さＬ１，Ｌ２・・・Ｌｎを徐々に小さくしている。また、本実施の形態では、コイル３０は樹脂モールドせず、ワニス含浸により固めている。このようなコイル３０は、ステータコア２６（図１２）を構成するティース部１８に巻装することによりステータ５４（図１２）を構成する。ステータ５４は、後述するコイルエンドカバー６４（図１２）も備える。
【００５１】
図１２に示すように、ステータ５４を含む回転電機６０は、ケース６６の内側に直接または図示しない外周リングを介して嵌合固定したステータ５４と、ケース６６に回転可能に支持した回転軸５６と、回転軸５６の中間部外径側に、ステータ５４に径方向に対向させるように固定したロータ５８とを備える。また、ステータコア２６の軸方向両端面の、各コイル３０の両端部により構成する一対のコイルエンド６８の径方向内側部分と、ケース６６の軸方向内側面との間に円筒状の内周壁７０を結合固定し、ステータコア２６の軸方向両端面の、各コイルエンド６８の径方向外側部分と、ケース６６の軸方向内側面との間に円筒状の外周壁７２を結合固定している。また、各外周壁７２の上部に冷媒入口７４を、各外周壁７２の下部に冷媒出口７６を設けている。そして、各外周壁７２と、各内周壁７０とにより、コイルエンド６８の内周側と外周側とを覆う一対のコイルエンドカバー６４を構成している。
【００５２】
また、回転電機６０は、冷媒である冷却油を流すオイル循環路７８と、オイル循環路７８に設けた、回転電機６０の上部とほぼ同位置に設けられた冷媒供給部であるオイルタンク８０と、回転電機６０から排出された冷却油をオイルタンク８０に戻すためのオイルポンプ８２と組み合わせることにより、回転電機冷却システム８４を構成する。なお、回転電機冷却システム８４にオイルポンプ８２を設けず、ギヤ等の回転部分による冷却油の掻き上げによりオイル循環路７８に冷却油を循環させることもできる。また、回転電機６０から排出された冷却油は、図示しないオイルパンに貯留してオイルパンで冷却することもできる。また、オイル循環路７８の途中に、外気と冷却油とを熱交換させる熱交換部、または車両に搭載したエンジンを冷却するための冷却水等と熱交換するためのウォータージャケット等の冷却部を設けて、オイル循環路７８内の冷却油を冷却することもできる。
【００５３】
回転電機冷却システム８４の運転時には、オイルタンク８０から排出され、ケース６６の上部に設けた冷媒供給口８６からケース６６内側に供給された冷却油は、軸方向片側（図１２の右側）の冷媒入口７４から軸方向片側のコイルエンド６８の周囲に送られる。これとともに、冷媒供給口８６からケース６６内側に供給された冷却油は、ステータコア２６の外周面とケース６６の内周面との間の周方向一部または複数個所に軸方向に貫通するように設けた連通路８８と、軸方向他側（図１２の左側）の冷媒入口７４とを通じて軸方向他側のコイルエンド６８の周囲に送られる。そして、各コイルエンド６８の周囲を流れた冷却油は、各冷媒出口７６と、ケース６６の下部に設けた冷媒排出口９０とを通じてオイル循環路７８に戻され、オイルポンプ８２を介してオイルタンク８０に戻される。このようにケース６６内を流れる冷却油により、冷却油が各コイルエンド６８の表面を流れて各コイルエンド６８は冷却油により冷却される。
【００５４】
このような回転電機６０を構成するステータ５４によれば、軸方向端部に設けられた複数の折り曲げ部３６同士の間の、軸方向の隙間４２（図１１）のうち、少なくとも一部の隙間４２の大きさを、残部の隙間４２の大きさと異ならせている。このため、２個の折り曲げ部３６同士の間の軸方向の隙間４２が異なる部分同士で、隙間４２を流れる冷却油の流速を異ならせて、冷却油と折り曲げ部３６との間での伝熱性を異ならせることができる。このため、各部の冷却性を任意に調節しやすくできる。特に、本実施の形態では、最も外径側に配置されるコイル要素３２から最も内径側に配置されるコイル要素３２に向かうにしたがって、各コイル要素３２とそれぞれに隣り合うコイル要素３２との折り曲げ部３６同士の間の隙間４２の軸方向の大きさを徐々に小さくしているため、２個の折り曲げ部３６同士の間の隙間４２を流れる冷却油の流速を、外径側に配置されるコイル要素３２の折り曲げ部３６部分で低くし、内径側に配置されるコイル要素３２の折り曲げ部３６部分で高くすることができる。このため、外径側のコイル要素３２に比べて、内径側のコイル要素３２をより冷却することができる。したがって、ロータ５８側で発生する磁場により特に内径側のコイル要素３２に漏洩磁束が生じて渦電流の発生により内径側で外径側よりもコイル要素３２が温度上昇しやすくなる場合でも、内径側に配置されるコイル要素３２で、外径側に配置されるコイル要素３２よりも放熱性を高めることにより、コイル３０の均熱化を図りやすくなる。この結果、ステータ５４を含む回転電機６０の性能向上を図りやすくなる。その他の構成及び作用については、上記の図１から図７に示した第１の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００５５】
なお、本実施の形態は、上記の図８から図１０に示した第２の実施の形態の構成と組み合わせることもできる。すなわち、本実施の形態において、最も外径側に配置されるコイル要素３２から最も内径側に配置されるコイル要素３２に向かうにしたがって、各コイル要素３２の折り曲げ部３６の径方向の長さを徐々に大きくすることもできる。例えば、複数の折り曲げ部３６のすべての外周側縁部が径方向に関してほぼ同位置に配置されるようにすることもできる。このような構成によれば、内径側に配置されるコイル要素３２で、外径側に配置されるコイル要素３２よりも、放熱性をさらに高めることができる。
【００５６】
［本発明に係る第４の実施の形態］
図１３は、本発明に係る第４の実施の形態の回転電機用コイルと、コイルを巻装した分割コア要素１４との端部を示す図である。本実施の形態の場合には、上記の図１１から図１２に示した第３の実施の形態において、最も外径側（図１３の上側）に配置されるコイル要素３２から最も内径側（図１３の下側）に配置されるコイル要素３２に向かうにしたがって、各コイル要素３２とそれぞれに隣り合うコイル要素３２との折り曲げ部３６同士の間の隙間４２の軸方向の大きさＬ１´，Ｌ２´・・・Ｌｎ´を徐々に大きくしている。このような構成の場合、上記の第３の実施の形態の場合と異なり、２個の折り曲げ部３６同士の間の隙間４２を流れる冷却油の流速が、外径側に配置されるコイル要素３２の折り曲げ部３６部分で高くなり、内径側に配置されるコイル要素３２の折り曲げ部３６部分で低くなる。このため、本実施の形態では、外径側のコイル要素３２が、内径側のコイル要素３２に比べて何らかの要因により温度上昇しやすくなる場合でも、コイル３０の均熱化を図りやすくなり、ステータ５４（図１２参照）を含む回転電機６０（図１２参照）の性能向上を図りやすくなる。その他の構成及び作用については、上記の図１１から図１２に示した第３の実施の形態と同様であるため、重複する説明を省略する。
【００５７】
なお、コイル３０において、ステータ５４の軸方向となる所定方向端部に設けられた複数の折り曲げ部３６同士の間の、軸方向の隙間４２のうち、少なくとも一部の隙間４２の軸方向の大きさを、残部の隙間４２の軸方向の大きさと異ならせる構成は、上記の図１１から図１３に示した第３の実施の形態及び第４の実施の形態の場合に限定するものではなく、コイル要素３２の各部の冷却性を異ならせる必要性に応じて種々の構成を採用できる。
【符号の説明】
【００５８】
１０ ステータ、１２ 外周リング、１４ 分割コア要素、１６ 基部、１８ ティース部、２０ コイル、２２ バスバー、２４ 端子、２６ ステータコア、２８ コイル要素、３０ コイル、３２ コイル要素、３４ 直線部、３６ 折り曲げ部、３８ 径方向折り曲げ要素、４０ 周方向折り曲げ要素、４２ 隙間、４４ 短直線部、４６，４８ 導出部、５０ 短直線部、５２ 樹脂モールドコイルエンド、５４ ステータ、５６ 回転軸、５８ ロータ、６０ 回転電機、６２ 冷媒供給部、６４ コイルエンドカバー、６６ ケース、６８ コイルエンド、７０ 内周壁、７２ 外周壁、７４ 冷媒入口、７６ 冷媒出口、７８ オイル循環路、８０ オイルタンク、８２ オイルポンプ、８４ 回転電機冷却システム、８６ 冷媒供給口、８８ 連通路、９０ 冷媒排出口。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板導体の帯を長さ方向複数個所で幅方向に曲げ形成するとともに、それぞれが１巻きである複数のコイル要素を順番に配列した状態で連結し、ステータコアを構成するティース部に巻装して使用するエッジワイズ型の回転電機用コイルと、ステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られている、車両用電動機等の回転電機は、ステータとロータとを備える。また、ステータは、積層鋼板等により構成し、周方向複数個所に径方向に突出するティース部を含むステータコアと、各ティース部に巻装した、または２個以上のティース部にまたがるように巻装した複数のコイルとを含んでいる。このようなコイルとして一般的に使用される導線以外に、平板導体の帯を長さ方向複数個所で幅方向に曲げ形成するとともに、それぞれが１巻きである複数のコイル要素を順番に配列した状態で連結するエッジワイズ型のコイルも知られている。エッジワイズ型のコイルは、ステータコアを構成する各ティース部の周囲に巻装して使用する。このようなエッジワイズ型のコイルは、平角線により構成するので、断面積を大きくでき、放熱性を高くできる。
【０００３】
図１４は、エッジワイズ型のコイルを使用するステータの従来から考えられる構造の１例を示す略斜視図である。図１５は、図１４に示すステータを構成する１個の分割コア要素と、分割コア要素に巻装したエッジワイズ型のコイルとを取り出して示す透視斜視図である。図１４に示すように、ステータ１０は、略円筒状の外周リング１２の内側に複数の分割コア要素１４を環状に連結するように嵌合固定している。図１５に示すように、各分割コア要素１４は、積層鋼板等により構成し、断面略Ｔ字形で、外径側に設けた幅広の基部１６の内径側に、幅狭のティース部１８を結合している。また、ティース部１８にコイル２０を巻装している。コイル２０は、平板導体である平角線の長さ方向複数個所を幅方向に曲げ形成したエッジワイズ型のコイルである。コイル２０の両端部は、径方向外側に伸ばしてＵ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれかの相に対応する、または中性点に対応するバスバー２２に接続し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に対応するバスバー２２の一部に、図示しないインバータ等の外部回路と接続するための端子２４（図１４）を接続している。
【０００４】
エッジワイズ型のコイル２０を巻装した複数の分割コア要素１４は、図１４に示す外周リング１２の内側に、環状に連結するように嵌合固定している。複数の分割コア要素１４を環状に連結することにより、略円筒状のステータコア２６が構成される。このようなステータコア２６を含むステータ１０により回転電機を構成する場合には、ステータ１０の内側に図示しないロータを、ステータ１０と径方向に対向させるように配置する。例えば回転電機を永久磁石付モータとする場合には、ロータの周方向複数個所に永久磁石を配置する。
【０００５】
また、特許文献１には、ステータ本体の端面から突出するコイルエンドをプレス成形でステータ本体における径方向に倒してなるステータにおいて、コイルエンドを倒す際に該コイルエンドとステータ本体の端面とでチューブ状の絶縁部材を挟持してなるステータが記載されている。具体的には、ティース鉄心の間のスロットを通すように導電線が巻回され、その結果、スロットを通すように巻線が配置されている。また、プレス成形で巻線のステータ本体の両端面から突出する両コイルエンドを押圧し、ステータ本体の外径側に倒している。また、コイルエンドとステータ本体の端面とでチューブ状の絶縁部材を挟持している。また特許文献１には、チューブ状の絶縁部材に冷却用冷媒を流すことも記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には、第１コイル巻回部に巻回され、第１固定子スロットに保持される第１コイルと、第２コイル巻回部に巻回され第２固定子スロットに保持される第２コイルとを有するモータが記載されている。第１コイルは、第１コイル束と、第１コイル束の固定子コアの半径方向外方に位置する第２コイル束とを備えている。また、第２コイルは、第３コイル束と、第３コイル束の固定子コアの半径方向外方に位置する第４コイル束とを備えている。各コイル束は、固定子コアの軸方向両端部から外方に突出するとともに、回転子の円周方向に沿う略円弧状の一対の第１〜４コイルエンドと、第１〜４軸方向コイル部とから構成している。第１コイルエンド及び第２コイルエンドと、第３コイルエンド及び第４コイルエンドとは、それらを軸方向端部から見たときの第１固定子スロット及び第２固定子スロットから外れた部分によって隙間を提供している。
【０００７】
また、特許文献３には、平板導体の帯を帯の幅方向に曲げを施すエッジワイズ型のコイルであって、曲げが施された第１の曲げ部のコイル積層方向隣に配置された第２の曲げ部とを含み、第１の曲げ部と第２の曲げ部との内側部分の位置が、平板導体の平面方向に相互にずれるように配置されている回転電機のコイルが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２３６４１５号公報
【特許文献２】特開２００５−２２３９６１号公報
【特許文献３】特開２００５−３０４２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１４から図１５に示した従来から考えられているエッジワイズ型のコイル２０を使用した回転電機の場合、各コイル２０において、ステータコア２６の軸方向端面から軸方向に突出する、すなわち図１５に示すように、ステータコア２６の軸方向となる各ティース部１８の所定方向（図１５の矢印α方向）端面から所定方向に突出するコイル２０の端部であって、コイルエンドを構成する部分では、コイル２０を構成する複数の１巻きのコイル要素２８が単にほぼ平行に積層されているのに過ぎない。このため、このコイルエンドを構成する部分での放熱性を高くする面から改良の余地がある。これに対して、コイル２０において、コイルエンドを構成する部分の所定方向（図１５の矢印α方向）長さを十分に大きくすることによりコイル２０の放熱性を高くすることも考えられるが、この場合には、コイル２０において、ステータ１０の軸方向となる方向の寸法が過度に大きくなり、ステータ１０及びステータ１０を含んで構成する回転電機の軸方向の全長が過度に大きくなる可能性がある。
【００１０】
また、特許文献１に記載のステータの場合、コイルエンドをステータ本体の外径側へ倒すことにより、ステータの軸線方向高さを小さく抑えるとされており、倒したコイルエンドの側面とステータコアに対応するステータ本体との間に絶縁部材を挟持している。このような構成の場合、絶縁部材の熱伝導率を高くすれば、コイルエンドからステータ本体への伝熱性を高くして、伝熱経路における熱抵抗を低減できる可能性がないとはいえない。また、絶縁部材をチューブ状の部品とするとともに、絶縁部材の両端部側を冷却装置に連結することで、絶縁部材を流れる冷媒によりコイルエンド及びステータ本体から熱を奪ってこれらの冷却を行うことができるとされている。
【００１１】
ただし、特許文献１に記載のステータの場合、コイルエンドと放熱対象となる可能性があるステータ本体との間に絶縁部材を挟持しているため、コイルエンドからステータ本体へ伝熱されるとしても、コイルエンド及びステータ本体と絶縁部材との接触面積を大きくするのに限界があり、しかもコイルエンドの側面及びステータ本体の端面の面積を大きくする面からも限界があるため、コイルエンドの放熱性を高くする面から改良の余地がある。
【００１２】
また、特許文献２に記載のモータの場合、第１コイルエンド及び第２コイルエンドと、第３コイルエンド及び第４コイルエンドとは、それらを軸方向端部から見たときの第１固定子スロット及び第２固定子スロットから外れた部分によって隙間が設けられているが、各コイルエンドでは、複数の巻線部が重なり合っているため、互いの巻線部同士の間に隙間を設けることができず、各巻線部の放熱性を高くすることができず、コイルエンドの放熱性を高くする面から改良の余地がある。
【００１３】
また、特許文献３に記載のコイルの場合、エッジワイズ型コイルを使用するため、単なる一般的な巻線を使用する場合よりも放熱性をある程度は高くできるが、コイルエンドを構成する、ステータの突起部から軸方向に突出した部分で、コイルエンドを構成する複数の１巻き部同士の間に大きな隙間を形成することが難しく放熱性を高くする面からまだ改良の余地がある。
【００１４】
本発明の目的は、回転電機用コイル及びステータにおいて、ステータの軸方向となる方向の寸法を過度に大きくすることなく、コイルエンドを構成する部分の放熱性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る回転電機用コイルは、平板導体の帯を長さ方向複数個所で幅方向に曲げ形成するとともに、それぞれが１巻きである複数のコイル要素を順番に配列した状態で連結し、ステータコアを構成するティース部に巻装して使用するエッジワイズ型の回転電機用コイルであって、複数のコイル要素は、ティース部にコイルを巻装した場合にコイルエンドを構成する部分となる、所定方向両端部に設けられ、ステータコアの径方向となる方向に折り曲げられた複数の折り曲げ部を備え、各所定方向端部に設けられた複数の折り曲げ部同士の間に、所定方向の隙間が設けられたことを特徴とする回転電機用コイルである。
【００１６】
上記の構成によれば、複数のコイル要素のそれぞれに折り曲げ部を設けるとともに、各折り曲げ部同士の間に所定方向の隙間を設けているので、コイルエンドの樹脂または空気等と接触する部分の放熱面積となる、全体の表面積を大きくでき、各折り曲げ部で各コイル要素の放熱性を高くできる。このため、コイルエンドを構成する部分の放熱性の向上を図れ、コイルを含むステータを組み込んだ回転電機の冷却性の向上を図れる。しかも、折り曲げ部は、ステータの径方向となる方向に折り曲げられているので、ステータの軸方向となる方向の寸法が過度に大きくなることを防止できる。
【００１７】
また、本発明に係る回転電機用コイルにおいて、好ましくは、各所定方向端部に設けられた複数の折り曲げ部同士の間の、所定方向の隙間のうち、少なくとも一部の隙間の大きさを、残部の隙間の大きさと異ならせる。
【００１８】
また、本発明に係るステータは、内周面に径方向に突出するように設けられた複数のティース部を含むステータコアと、各ティース部に巻装された本発明に係る回転電機用コイルと、を備える。
【００１９】
また、本発明に係るステータにおいて、好ましくは、各回転電機用コイルの各コイル要素に設けられた各折り曲げ部は、ステータコアの軸方向端面から軸方向に突出した部分を、径方向外側に折り曲げている。
【００２０】
上記構成によれば、各折り曲げ部を、ステータコアの軸方向端面から軸方向に突出した部分を、径方向内側に折り曲げる場合に比べて、ステータと対向するロータ側に向けコイルの端部が過度に突き出すことを防止しつつ、互いの間に隙間を設けた複数の折り曲げ部を設けることにより冷却性の向上を図れる。このため、ステータの径方向の寸法が過度に大きくなることを防止して、ステータを含む回転電機が過度に大型化することを防止できる。
【００２１】
また、本発明に係るステータにおいて、好ましくは、複数の折り曲げ部のうち、内径側に配置されるコイル要素に設けられた折り曲げ部の径方向長さを、外径側に配置されるコイル要素に設けられた折り曲げ部の径方向長さよりも大きくしている。
【００２２】
上記構成によれば、ステータコアの軸方向両側の空間を、さらに効率的に利用でき、特に内径側に配置されるコイル要素の折り曲げ部で放熱性をさらに向上させることができる。このため、ロータからの磁場により特に内径側のコイル要素に漏洩磁束が生じて渦電流の発生により内径側で外径側よりもコイル要素が温度上昇しやすくなる場合でも、内径側に配置されるコイル要素で、外径側に配置されるコイル要素よりも放熱性を高めることにより、コイルの均熱化を図りやすくなり、ステータを含む回転電機の性能向上を図りやすくなる。
【００２３】
また、本発明に係るステータにおいて、好ましくは、複数の回転電機用コイルの、ステータコアの軸方向両端面から突出した、折り曲げ部を含む部分によりコイルエンドを構成し、コイルエンドは、樹脂モールドされている。
【００２４】
また、本発明に係るステータにおいて、好ましくは、コイルエンドを覆うコイルエンドカバーを備え、使用時にコイルエンドカバーの内部に冷媒を流す。
【００２５】
上記構成によれば、２個の折り曲げ部同士の間の軸方向の隙間が異なる部分同士で、隙間を流れる冷媒の流速を異ならせて、冷媒と折り曲げ部との間での伝熱性を異ならせることができる。このため、各部の冷却性を任意に調節しやすくできる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る回転電機用コイル及びステータによれば、ステータの軸方向となる方向の寸法を過度に大きくすることなく、コイルエンドを構成する部分の放熱性を向上させることができ、回転電機用コイルを含むステータを組み込んだ回転電機の冷却性の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の回転電機用コイルを示す略斜視図である。
【図２】第１の実施の形態の回転電機用コイルと、コイルを巻装した分割コア要素との部分拡大斜視図である。
【図３】図２のＡ矢視図である。
【図４】図２を上方から下方に見た図である。
【図５】図４の下方から上方に見た図である。
【図６】図５のＢ部拡大図である。
【図７】第１の実施の形態のステータを組み込んだ回転電機の略図である。
【図８】本発明に係る第２の実施の形態の回転電機用コイルと、コイルを巻装した分割コア要素との部分拡大斜視図である。
【図９】図８のＢ矢視図である。
【図１０】図９を右方から左方に見た図である。
【図１１】本発明に係る第３の実施の形態の回転電機用コイルと、コイルを巻装した分割コア要素との端部を示す図である。
【図１２】第３の実施の形態のステータを含む回転電機を備える回転電機冷却システムを示す略断面図である。
【図１３】本発明に係る第４の実施の形態の回転電機用コイルと、コイルを巻装した分割コア要素との端部を示す図である。
【図１４】エッジワイズ型のコイルを使用するステータの従来から考えられる構造の１例を示す略斜視図である。
【図１５】図１４に示すステータを構成する１個の分割コア要素と、分割コア要素に巻装したエッジワイズ型のコイルとを取り出して示す透視斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
［第１の発明の実施の形態］
以下において、図１から図７を用いて本発明に係る第１の実施の形態を説明する。図１は、本実施の形態の回転電機用コイルを示す略斜視図である。図２は、本実施の形態の回転電機用コイルと、コイルを巻装した分割コア要素との部分拡大斜視図である。図３は、図２のＡ矢視図である。図４は、図２を上方から下方に見た図である。図５は、図４の下方から上方に見た図である。図６は、図５のＢ部拡大図である。図７は、本実施の形態のステータを組み込んだ回転電機の略図である。
【００２９】
図１に略示するように本実施の形態の回転電機用のコイル３０は、ステータを構成するために使用するもので、平板導体の帯を長さ方向複数個所で幅方向に曲げ形成したエッジワイズ型のコイルである。また、コイル３０は、上記の図１４から図１５に示した従来から考えられている構造と同様に、回転電機のステータコア２６を構成するティース部１８の周囲に巻装して使用する。なお、本実施の形態の回転電機用コイルの特徴は、コイルエンドを構成する部分の構成を工夫した点にあり、コイルを組み付けるステータコア及び外周リングの構成自体は、上記の図１４から図１５に示した従来から考えられている構成の場合と同様である。このため、以下の説明では、図１４から図１５に示した構成と同等部分には同一の符号を付して重複する説明を省略もしくは簡略化し、以下、本実施の形態の特徴部分を中心に説明する。
【００３０】
図１に略示するように、コイル３０は、平板導体の帯を長さ方向複数個所で幅方向に曲げ形成するとともに、それぞれが１巻きである複数のコイル要素３２を順番に配列した状態で連結している。具体的には、各コイル要素３２は、互いに略平行な一対の直線部３４と、一対の直線部３４の所定方向（図１の矢印β方向）両端部同士を連結した一対の折り曲げ部３６とを備える。各折り曲げ部３６は、一対の直線部３４の長さ方向一端を外径側となる片側（図１の裏側）に略直角に折り曲げた径方向折り曲げ要素３８と、各径方向折り曲げ要素３８の一端部から互いに近づく方向に略直角かつ幅方向に曲げ形成し、互いの径方向折り曲げ要素３８の一端部同士を連結する周方向折り曲げ要素４０とにより構成している。
【００３１】
また、最も径方向内側となる他側（図１の表側）に配置される１個のコイル要素３２から、最も径方向外側となる片側（図１の裏側）に配置されるコイル要素３２に向かうにしたがって、コイル要素３２を構成する一対の直線部３４の長さを徐々に小さくしている。このため、径方向（図１の表裏方向）に隣り合う２個のコイル要素３２のそれぞれを構成する折り曲げ部３６であって、ステータコアを構成するティース部１８（図１５参照）に巻装した場合に、ステータの軸方向となる上下方向（図１の矢印β方向）両側のそれぞれに配置される折り曲げ部３６同士の間に、上下方向の隙間４２が形成される。
【００３２】
また、最も径方向内側となる他側（図１の表側）に配置される１個のコイル要素３２の下側の折り曲げ部３６の一端（図１の右端）から直線部３４と平行な短直線部４４を曲げ形成するように連結し、短直線部４４の一端部（図１の上端部）の幅方向片側（図１の右側）から、図示しないインバータ等の外部回路に接続するための導出部４６を径方向外側に導出させている。さらに、最も径方向外側となる片側（図１の裏側）に配置されるコイル要素３２の上側の折り曲げ部３６の端部から直線部３４と平行な別の短直線部（図示せず）を曲げ形成するように連結し、別の短直線部の幅方向他側から、外部回路に接続するための導出部４８を径方向外側に導出させている。
【００３３】
図２から図６を用いてより具体的に説明すると、コイル３０は、複数のコイル要素３２を連結して構成し、各コイル要素３２は、平行な一対の直線部３４と、一対の直線部３４の端部同士を連結する折り曲げ部３６とを備え、各コイル要素３２同士を連結している。この場合、ステータの周方向（図２の左右方向）に関して互いに同じ側に配置される直線部３４は、各コイル要素３２同士で互いに積層している。
【００３４】
また、各コイル要素３２は、分割コア要素１４を構成するティース部１８（図３、図５）にコイル３０を巻装した場合にコイルエンドを構成する部分となる、ティース部１８の所定方向（図２、図４、図５の左右方向、図３の表裏方向）両端面から突出する両端部に設けられ、ステータコアの径方向となる方向（図２、図３、図５の上下方向、図４の表裏方向）に折り曲げられた２個ずつの折り曲げ部３６を備える。各折り曲げ部３６は、上記の図１を用いて説明したように、径方向折り曲げ要素３８と周方向折り曲げ要素４０とを含む。また、図６に拡大して示すように、ステータの軸方向となる各所定方向の端部に設けられた複数の折り曲げ部３６同士の間に、所定方向（図６の左右方向）の隙間４２を設けている。
【００３５】
また、図４に示すように、最も径方向内側となる他側（図４の裏側）に位置する１個のコイル要素３２に連結した短直線部４４（図１参照）の幅方向片側（図４の上側）から径方向外側（図４の表側）に導出部４６を導出させている。また、最も径方向外側となる片側（図４の表側）に位置する１個のコイル要素３２に連結した別の短直線部５０の幅方向他側（図４の下側）から径方向外側（図４の上側）に導出部４８を導出させている。また、図５、図６に示すように、各コイル要素３２を構成する折り曲げ部３６の径方向（図５、図６の上下方向）の長さはほぼ同じ大きさとする一方、折り曲げ部３６の周方向（図３の左右方向、図４の上下方向）長さは、径方向内側のコイル要素３２の折り曲げ部３６から径方向外側のコイル要素３２の折り曲げ部３６に向けて徐々に大きくしている。
【００３６】
このようなエッジワイズ型のコイル３０は、図２から図５に示すように、分割コア要素１４を構成するティース部１８（図３、図５）に１個ずつ巻装して使用する。分割コア要素１４は、複数を環状に連結するように配置した状態で外周リング１２（図１４参照）の内側に嵌合固定することによりステータを構成する。この状態で、複数の分割コア要素１４によりステータコア２６（図１４参照）が構成される。ステータコア２６は、内周面の周方向複数個所にティース部１８が径方向に突出した状態で配置される。複数のティース部１８に巻装された複数のコイル要素３２の、ステータコア２６の軸方向端面から軸方向外側に突出した部分により、ステータコア２６の軸方向両側に配置される一対のコイルエンドが構成される。すなわち、複数のコイル３０の、ステータコア２６の軸方向両端面から突出した、折り曲げ部３６を含む部分によりコイルエンドが構成される。
【００３７】
また、各コイル３０の内側の断面略矩形状の孔部とティース部１８の側面との間に、図示しない絶縁部材（インシュレータ）を挟持させている。また、各折り曲げ部３６は、各１巻きのコイル要素３２のそれぞれで、ステータコア２６の軸方向両端面から軸方向に突出した直線部３４の端部を、径方向外側に折り曲げている。
【００３８】
また、図７に示すように、複数のコイル３０（図１から図６）の、ステータコア２６の軸方向両端面から突出した、折り曲げ部３６（図１から図６）を含む部分によりそれぞれ構成される一対のコイルエンドは、それぞれ環状に樹脂モールドされ、樹脂により各コイルエンドを覆うことにより、一対の樹脂モールドコイルエンド５２を構成している。このような樹脂モールドコイルエンド５２を含むコイル３０とステータコア２６とにより、ステータ５４が構成される。ステータ５４と、ステータ５４の内径側に配置した回転軸５６と、回転軸５６の中間部外径側にステータ５４と対向するように設けたロータ５８とにより、回転電機６０が構成される。ロータ５８の周方向複数個所にはステータ５４と対向するように図示しない永久磁石を配置して永久磁石付電動機を構成したり、ロータ５８の周方向複数個所にステータ５４と対向するように複数のコイル部（図示せず）を配置して誘導電動機や同期電動機等を構成する。
【００３９】
また、回転電機６０と、回転電機６０に冷却油等の冷媒を供給するための冷媒供給部６２とにより回転電機冷却システムを構成している。冷媒供給部６２は、例えば、一対の樹脂モールドコイルエンド５２の上方からステータ５４及び回転軸５６を支持する図示しないケースに設けた孔部等を通じて、各樹脂モールドコイルエンド５２に冷媒を滴下して、各樹脂モールドコイルエンド５２を冷却する。なお、冷却油としては、例えば、オートマチックトランスミッションフルード（ＡＴＦ）等の、変速装置の潤滑に使用するオイルを使用する。
【００４０】
このような回転電機６０を構成するコイル３０及びステータ５４によれば、複数のコイル要素３２のそれぞれに折り曲げ部３６を設けるとともに、各折り曲げ部３６同士の間にステータ５４の軸方向となる所定方向の隙間４２を設けているので、コイルエンドの樹脂と接触する部分の放熱面積となる、全体の表面積を大きくでき、各折り曲げ部３６で各コイル要素３２の放熱性を向上させることができる。すなわち、各折り曲げ部３６を互いにステータ５４の軸方向となる所定方向に接触させて積層する場合に比べて、折り曲げ部３６の数の約倍数分、複数の折り曲げ部３６部分で表面積を大きくできる。例えば、コイルエンドを本実施の形態のように樹脂モールドする場合に、各コイル要素３２と樹脂との間で伝熱しやすくでき、コイルエンドの放熱性の向上を図れる。しかも、折り曲げ部３６は、ステータ５４の径方向となる方向に折り曲げられているので、ステータ５４の軸方向となる方向の寸法が過度に大きくなることを防止できる。この結果、ステータ５４の軸方向となる方向の寸法を過度に大きくすることなく、コイル３０を含むステータ５４を組み込んだ回転電機６０の冷却性の向上を図れる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、コイルエンドを樹脂モールドしているが、コイルエンドは、樹脂モールドせず、ワニス含浸等により固めるようにすることもできる。この場合でも各折り曲げ部３６同士の間にステータ５４の軸方向となる所定方向の隙間４２が設けられるので、コイルエンドの空気と接触する部分の放熱面積となる、全体の表面積を大きくでき、各折り曲げ部３６で各コイル要素３２の放熱性を高くでき、コイルエンドの放熱性の向上を図れる。また、この場合には、各折り曲げ部３６により、冷却フィンとしての機能を発揮させることができる。
【００４２】
また、本実施の形態のステータ５４を含む回転電機６０は、冷媒供給部６２と組み合わせて、冷媒供給部６２から供給される冷媒によりコイルエンドを冷却しているが、本実施の形態はこのような構成に限定するものではなく、冷媒供給部６２を設けず、ファン等により回転電機６０の内部に送風させ、空冷によりコイルエンドを冷却することもできる。
【００４３】
また、本実施の形態のステータ５４は、内周面の周方向複数個所に径方向に突出するように設けられたティース部１８を含むステータコア２６を備えるとともに、各折り曲げ部３６は、各コイル３０を構成する各１巻きのコイル要素３２のそれぞれで、ステータコア２６の軸方向端面から軸方向に突出した部分を、径方向外側に折り曲げている。このため、各折り曲げ部３６を、ステータコア２６の軸方向端面から軸方向に突出した部分を、径方向内側に折り曲げる場合に比べて、ロータ５８側に向けコイル３０の端部が過度に突き出すことを防止しつつ、互いの間に隙間を設けた複数の折り曲げ部３６を設けることにより、冷却性の向上を図れる。このため、ステータ５４の径方向の寸法が過度に大きくなることを防止して、ステータ５４を含む回転電機６０が過度に大型化することを防止できる。また、本実施の形態では、複数の折り曲げ部３６を外径側に折り曲げるように設けているが、折り曲げ部３６はステータコア２６のティース部１８を結合した外径側の環状部分の軸方向両側のデッドスペースに配置できるため、回転電機６０の内部空間の有効利用を図れる。
【００４４】
また、コイル３０の両端部に設けた導出部４６，４８は、図示の例のような位置から径方向となる方向に導出させる場合に限定するものではなく、例えば種々の任意の位置から径方向に導出させることもできる。
【００４５】
［本発明に係る第２の実施の形態］
図８は、本発明に係る第２の実施の形態の回転電機用コイルと、コイルを巻装した分割コア要素との部分拡大斜視図である。図９は、図８のＢ矢視図である。図１０は、図９を右方から左方に見た図である。
【００４６】
本実施の形態の場合には、上記の第１の実施の形態のエッジワイズ型のコイル３０において、複数の折り曲げ部３６のうち、内径側の１巻きのコイル要素３２に設けられた折り曲げ部３６の径方向長さを、外径側の１巻きのコイル要素３２に設けられた折り曲げ部３６の径方向長さよりも大きくしている。より具体的には、最も外径側に配置される１個のコイル要素３２から最も内径側に配置されるコイル要素３２に向かうにしたがって、各コイル要素３２の折り曲げ部３６の径方向（図８から図１０の上下方向）の長さを徐々に大きくしている。そして、図９、１０に示すように、複数の折り曲げ部３６のすべての外周側縁部が径方向に関してほぼ同位置に配置されるようにしている。なお、図８から図１０では、導出部４６，４８（図１から図５参照）の図示を省略する。
【００４７】
このような本実施の形態によれば、ステータコア２６（図７参照）の軸方向両側の空間を、上記の第１の実施の形態の場合よりも、さらに効率的に利用でき、特に内径側（図８から図１０の下側）に配置されるコイル要素３２の折り曲げ部３６で放熱性をさらに向上させることができる。このため、ロータ５８（図７参照）側で発生する磁場により特に内径側のコイル要素３２に漏洩磁束が生じて渦電流の発生により内径側のコイル要素３２が外径側のコイル要素３２に比べて温度上昇しやすくなる場合でも、内径側に配置されるコイル要素３２で、外径側に配置されるコイル要素３２よりも放熱性を高めることにより、コイル３０の均熱化を図りやすくなる。このため、ステータ５４（図７参照）を含む回転電機６０（図７参照）の性能向上を図りやすくなる。
【００４８】
また、本実施の形態では、複数の折り曲げ部３６のすべての外周側縁部が径方向に関してほぼ同位置に配置されるように構成するため、コイルエンドの外径側の空間をほぼ最大限に活用できる。その他の構成及び作用については、上記の第１の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００４９】
［本発明に係る第３の実施の形態］
図１１は、本発明に係る第３の実施の形態の回転電機用コイルと、コイルを巻装した分割コア要素との端部を示す図である。図１２は、本実施の形態のステータを含む回転電機を備える回転電機冷却システムを示す略断面図である。
【００５０】
本実施の形態では、図１１に示すように、上記の図１から図７に示した第１の実施の形態のエッジワイズ型のコイル３０において、ステータの軸方向となる各所定方向（図１１の左右方向）の端部に設けられた複数の折り曲げ部３６同士の間の、所定方向の隙間４２のうち、少なくとも一部の隙間４２の大きさを、残部の隙間４２の大きさと異ならせている。より具体的には、最も外径側（図１１の上側）に配置される１個のコイル要素３２から最も内径側（図１１の下側）に配置される１個のコイル要素３２に向かうにしたがって、各コイル要素３２とそれぞれに隣り合うコイル要素３２との折り曲げ部３６同士の間の隙間４２の所定方向長さＬ１，Ｌ２・・・Ｌｎを徐々に小さくしている。また、本実施の形態では、コイル３０は樹脂モールドせず、ワニス含浸により固めている。このようなコイル３０は、ステータコア２６（図１２）を構成するティース部１８に巻装することによりステータ５４（図１２）を構成する。ステータ５４は、後述するコイルエンドカバー６４（図１２）も備える。
【００５１】
図１２に示すように、ステータ５４を含む回転電機６０は、ケース６６の内側に直接または図示しない外周リングを介して嵌合固定したステータ５４と、ケース６６に回転可能に支持した回転軸５６と、回転軸５６の中間部外径側に、ステータ５４に径方向に対向させるように固定したロータ５８とを備える。また、ステータコア２６の軸方向両端面の、各コイル３０の両端部により構成する一対のコイルエンド６８の径方向内側部分と、ケース６６の軸方向内側面との間に円筒状の内周壁７０を結合固定し、ステータコア２６の軸方向両端面の、各コイルエンド６８の径方向外側部分と、ケース６６の軸方向内側面との間に円筒状の外周壁７２を結合固定している。また、各外周壁７２の上部に冷媒入口７４を、各外周壁７２の下部に冷媒出口７６を設けている。そして、各外周壁７２と、各内周壁７０とにより、コイルエンド６８の内周側と外周側とを覆う一対のコイルエンドカバー６４を構成している。
【００５２】
また、回転電機６０は、冷媒である冷却油を流すオイル循環路７８と、オイル循環路７８に設けた、回転電機６０の上部とほぼ同位置に設けられた冷媒供給部であるオイルタンク８０と、回転電機６０から排出された冷却油をオイルタンク８０に戻すためのオイルポンプ８２と組み合わせることにより、回転電機冷却システム８４を構成する。なお、回転電機冷却システム８４にオイルポンプ８２を設けず、ギヤ等の回転部分による冷却油の掻き上げによりオイル循環路７８に冷却油を循環させることもできる。また、回転電機６０から排出された冷却油は、図示しないオイルパンに貯留してオイルパンで冷却することもできる。また、オイル循環路７８の途中に、外気と冷却油とを熱交換させる熱交換部、または車両に搭載したエンジンを冷却するための冷却水等と熱交換するためのウォータージャケット等の冷却部を設けて、オイル循環路７８内の冷却油を冷却することもできる。
【００５３】
回転電機冷却システム８４の運転時には、オイルタンク８０から排出され、ケース６６の上部に設けた冷媒供給口８６からケース６６内側に供給された冷却油は、軸方向片側（図１２の右側）の冷媒入口７４から軸方向片側のコイルエンド６８の周囲に送られる。これとともに、冷媒供給口８６からケース６６内側に供給された冷却油は、ステータコア２６の外周面とケース６６の内周面との間の周方向一部または複数個所に軸方向に貫通するように設けた連通路８８と、軸方向他側（図１２の左側）の冷媒入口７４とを通じて軸方向他側のコイルエンド６８の周囲に送られる。そして、各コイルエンド６８の周囲を流れた冷却油は、各冷媒出口７６と、ケース６６の下部に設けた冷媒排出口９０とを通じてオイル循環路７８に戻され、オイルポンプ８２を介してオイルタンク８０に戻される。このようにケース６６内を流れる冷却油により、冷却油が各コイルエンド６８の表面を流れて各コイルエンド６８は冷却油により冷却される。
【００５４】
このような回転電機６０を構成するステータ５４によれば、軸方向端部に設けられた複数の折り曲げ部３６同士の間の、軸方向の隙間４２（図１１）のうち、少なくとも一部の隙間４２の大きさを、残部の隙間４２の大きさと異ならせている。このため、２個の折り曲げ部３６同士の間の軸方向の隙間４２が異なる部分同士で、隙間４２を流れる冷却油の流速を異ならせて、冷却油と折り曲げ部３６との間での伝熱性を異ならせることができる。このため、各部の冷却性を任意に調節しやすくできる。特に、本実施の形態では、最も外径側に配置されるコイル要素３２から最も内径側に配置されるコイル要素３２に向かうにしたがって、各コイル要素３２とそれぞれに隣り合うコイル要素３２との折り曲げ部３６同士の間の隙間４２の軸方向の大きさを徐々に小さくしているため、２個の折り曲げ部３６同士の間の隙間４２を流れる冷却油の流速を、外径側に配置されるコイル要素３２の折り曲げ部３６部分で低くし、内径側に配置されるコイル要素３２の折り曲げ部３６部分で高くすることができる。このため、外径側のコイル要素３２に比べて、内径側のコイル要素３２をより冷却することができる。したがって、ロータ５８側で発生する磁場により特に内径側のコイル要素３２に漏洩磁束が生じて渦電流の発生により内径側で外径側よりもコイル要素３２が温度上昇しやすくなる場合でも、内径側に配置されるコイル要素３２で、外径側に配置されるコイル要素３２よりも放熱性を高めることにより、コイル３０の均熱化を図りやすくなる。この結果、ステータ５４を含む回転電機６０の性能向上を図りやすくなる。その他の構成及び作用については、上記の図１から図７に示した第１の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００５５】
なお、本実施の形態は、上記の図８から図１０に示した第２の実施の形態の構成と組み合わせることもできる。すなわち、本実施の形態において、最も外径側に配置されるコイル要素３２から最も内径側に配置されるコイル要素３２に向かうにしたがって、各コイル要素３２の折り曲げ部３６の径方向の長さを徐々に大きくすることもできる。例えば、複数の折り曲げ部３６のすべての外周側縁部が径方向に関してほぼ同位置に配置されるようにすることもできる。このような構成によれば、内径側に配置されるコイル要素３２で、外径側に配置されるコイル要素３２よりも、放熱性をさらに高めることができる。
【００５６】
［本発明に係る第４の実施の形態］
図１３は、本発明に係る第４の実施の形態の回転電機用コイルと、コイルを巻装した分割コア要素１４との端部を示す図である。本実施の形態の場合には、上記の図１１から図１２に示した第３の実施の形態において、最も外径側（図１３の上側）に配置されるコイル要素３２から最も内径側（図１３の下側）に配置されるコイル要素３２に向かうにしたがって、各コイル要素３２とそれぞれに隣り合うコイル要素３２との折り曲げ部３６同士の間の隙間４２の軸方向の大きさＬ１´，Ｌ２´・・・Ｌｎ´を徐々に大きくしている。このような構成の場合、上記の第３の実施の形態の場合と異なり、２個の折り曲げ部３６同士の間の隙間４２を流れる冷却油の流速が、外径側に配置されるコイル要素３２の折り曲げ部３６部分で高くなり、内径側に配置されるコイル要素３２の折り曲げ部３６部分で低くなる。このため、本実施の形態では、外径側のコイル要素３２が、内径側のコイル要素３２に比べて何らかの要因により温度上昇しやすくなる場合でも、コイル３０の均熱化を図りやすくなり、ステータ５４（図１２参照）を含む回転電機６０（図１２参照）の性能向上を図りやすくなる。その他の構成及び作用については、上記の図１１から図１２に示した第３の実施の形態と同様であるため、重複する説明を省略する。
【００５７】
なお、コイル３０において、ステータ５４の軸方向となる所定方向端部に設けられた複数の折り曲げ部３６同士の間の、軸方向の隙間４２のうち、少なくとも一部の隙間４２の軸方向の大きさを、残部の隙間４２の軸方向の大きさと異ならせる構成は、上記の図１１から図１３に示した第３の実施の形態及び第４の実施の形態の場合に限定するものではなく、コイル要素３２の各部の冷却性を異ならせる必要性に応じて種々の構成を採用できる。
【符号の説明】
【００５８】
１０ ステータ、１２ 外周リング、１４ 分割コア要素、１６ 基部、１８ ティース部、２０ コイル、２２ バスバー、２４ 端子、２６ ステータコア、２８ コイル要素、３０ コイル、３２ コイル要素、３４ 直線部、３６ 折り曲げ部、３８ 径方向折り曲げ要素、４０ 周方向折り曲げ要素、４２ 隙間、４４ 短直線部、４６，４８ 導出部、５０ 短直線部、５２ 樹脂モールドコイルエンド、５４ ステータ、５６ 回転軸、５８ ロータ、６０ 回転電機、６２ 冷媒供給部、６４ コイルエンドカバー、６６ ケース、６８ コイルエンド、７０ 内周壁、７２ 外周壁、７４ 冷媒入口、７６ 冷媒出口、７８ オイル循環路、８０ オイルタンク、８２ オイルポンプ、８４ 回転電機冷却システム、８６ 冷媒供給口、８８ 連通路、９０ 冷媒排出口。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板導体の帯を長さ方向複数個所で幅方向に曲げ形成するとともに、それぞれが１巻きである複数のコイル要素を順番に配列した状態で連結し、ステータコアを構成するティース部に巻装して使用するエッジワイズ型の回転電機用コイルであって、
複数のコイル要素は、ティース部にコイルを巻装した場合にコイルエンドを構成する部分となる、所定方向両端部に設けられ、ステータコアの径方向となる方向に折り曲げられた複数の折り曲げ部を備え、
各所定方向端部に設けられた複数の折り曲げ部同士の間に、所定方向の隙間が設けられたことを特徴とする回転電機用コイル。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機用コイルにおいて、
各所定方向端部に設けられた複数の折り曲げ部同士の間の、所定方向の隙間のうち、少なくとも一部の隙間の大きさを、残部の隙間の大きさと異ならせることを特徴とする回転電機用コイル。
【請求項３】
内周面に径方向に突出するように設けられた複数のティース部を含むステータコアと、
各ティース部に巻装された請求項１または請求項２に記載の回転電機用コイルと、を備えるステータ。
【請求項４】
請求項３に記載のステータにおいて、
各回転電機用コイルの各コイル要素に設けられた各折り曲げ部は、ステータコアの軸方向端面から軸方向に突出した部分を、径方向外側に折り曲げていることを特徴とするステータ。
【請求項５】
請求項４に記載のステータにおいて、
複数の折り曲げ部のうち、内径側に配置されるコイル要素に設けられた折り曲げ部の径方向長さを、外径側に配置されるコイル要素に設けられた折り曲げ部の径方向長さよりも大きくしていることを特徴とするステータ。
【請求項６】
請求項３から請求項５のいずれか１に記載のステータにおいて、
複数の回転電機用コイルの、ステータコアの軸方向両端面から突出した、折り曲げ部を含む部分によりコイルエンドを構成し、
コイルエンドは、樹脂モールドされていることを特徴とするステータ。
【請求項７】
請求項３から請求項６のいずれか１に記載のステータにおいて、
コイルエンドを覆うコイルエンドカバーを備え、
使用時にコイルエンドカバーの内部に冷媒を流す事を特徴とするステータ。
【請求項１】
平板導体の帯を長さ方向複数個所で幅方向に曲げ形成するとともに、それぞれが１巻きである複数のコイル要素を順番に配列した状態で連結し、ステータコアを構成するティース部に巻装して使用するエッジワイズ型の回転電機用コイルであって、
複数のコイル要素は、ティース部にコイルを巻装した場合にコイルエンドを構成する部分となる、所定方向両端部に設けられ、ステータコアの径方向となる方向に折り曲げられた複数の折り曲げ部を備え、
各所定方向端部に設けられた複数の折り曲げ部同士の間に、所定方向の隙間が設けられたことを特徴とする回転電機用コイル。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機用コイルにおいて、
各所定方向端部に設けられた複数の折り曲げ部同士の間の、所定方向の隙間のうち、少なくとも一部の隙間の大きさを、残部の隙間の大きさと異ならせることを特徴とする回転電機用コイル。
【請求項３】
内周面に径方向に突出するように設けられた複数のティース部を含むステータコアと、
各ティース部に巻装された請求項１または請求項２に記載の回転電機用コイルと、を備えるステータ。
【請求項４】
請求項３に記載のステータにおいて、
各回転電機用コイルの各コイル要素に設けられた各折り曲げ部は、ステータコアの軸方向端面から軸方向に突出した部分を、径方向外側に折り曲げていることを特徴とするステータ。
【請求項５】
請求項４に記載のステータにおいて、
複数の折り曲げ部のうち、内径側に配置されるコイル要素に設けられた折り曲げ部の径方向長さを、外径側に配置されるコイル要素に設けられた折り曲げ部の径方向長さよりも大きくしていることを特徴とするステータ。
【請求項６】
請求項３から請求項５のいずれか１に記載のステータにおいて、
複数の回転電機用コイルの、ステータコアの軸方向両端面から突出した、折り曲げ部を含む部分によりコイルエンドを構成し、
コイルエンドは、樹脂モールドされていることを特徴とするステータ。
【請求項７】
請求項３から請求項６のいずれか１に記載のステータにおいて、
コイルエンドを覆うコイルエンドカバーを備え、
使用時にコイルエンドカバーの内部に冷媒を流す事を特徴とするステータ。
【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】
【公開番号】特開２０１０−２２６９０３（Ｐ２０１０−２２６９０３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７３１９２（Ｐ２００９−７３１９２）
【出願日】平成２１年３月２５日（２００９．３．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２５日（２００９．３．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
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