回転電機
【課題】高電圧及び高出力であっても高い冷却性と絶縁品質を確保し得るようにした回転電機を提供する。
【解決手段】回転電機１は、回転子１４と、固定子コア３０及び固定子巻線４０を有する固定子２０と、固定子巻線４０に液体冷媒を供給して冷却する冷却装置と、を備える。固定子巻線４０は、Ｕ字形状の複数の導体セグメント５０を接続して形成されている。導体セグメント５０は、コイルエンド部において他の導体セグメント５０と交差する斜行部５５と、斜行部５５の先端に位置する先端部とを有する。固定子巻線４０の軸方向一端側には、異なる導体セグメント５０の前記先端部同士を接合してなる複数の接合部５６を有する。接合部５６は、多重円環状に配列されて絶縁樹脂６０により被覆されていると共に、径方向にのみ絶縁樹脂６０で連結され、周方向には絶縁樹脂６０間に空隙Ｓを有する。
【解決手段】回転電機１は、回転子１４と、固定子コア３０及び固定子巻線４０を有する固定子２０と、固定子巻線４０に液体冷媒を供給して冷却する冷却装置と、を備える。固定子巻線４０は、Ｕ字形状の複数の導体セグメント５０を接続して形成されている。導体セグメント５０は、コイルエンド部において他の導体セグメント５０と交差する斜行部５５と、斜行部５５の先端に位置する先端部とを有する。固定子巻線４０の軸方向一端側には、異なる導体セグメント５０の前記先端部同士を接合してなる複数の接合部５６を有する。接合部５６は、多重円環状に配列されて絶縁樹脂６０により被覆されていると共に、径方向にのみ絶縁樹脂６０で連結され、周方向には絶縁樹脂６０間に空隙Ｓを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両に搭載されて電動機や発電機として使用される回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両において電動機や発電機として使用される回転電機として、回転子と、この回転子と対向配置された固定子コア及びこの固定子コアに巻装された固定子巻線を備える固定子と、を有するものが知られている。そして、特許文献１及び２には、固定子巻線として、固定子コアのスロットに収容されるスロット収容部と、前記スロットから軸方向に露出し、周方向に延び出すコイルエンド部とを持つ複数の導体セグメントにより形成されたセグメント型のものが開示されている。また、特許文献１及び２には、発熱部である固定子を冷却ファンにより空気冷却することが開示されている。
【０００３】
そして、特許文献１には、騒音を低減すると共に冷却性能を向上させるために、多重円環状に配列した溶接部に塗布する絶縁樹脂材を径方向にブリッジさせ、周方向に不均一にブリッジさせることが開示されている。これにより、通風抵抗が周方向に対して不均一となるため、冷却風の通風抵抗を下げることができ、周期的な騒音を抑えることができる。また、特許文献２には、振動や音の発生を抑えるために、円環状に配列した溶接部に塗布する絶縁樹脂材を円環状に連結させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２０４１５１号公報
【特許文献２】特開２０００−０６００５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、高出力を求められるモータ（電動機）においては、上記特許文献１及び２に開示されているような空気冷却ではなく、液体冷媒を固定子巻線に直接滴下する冷却方式が採用されている。この冷却方式の場合、滴下した液体冷媒が固定子巻線の表面上を径方向に流れ、その液体冷媒が熱を奪うことによって冷却を行う。このとき重要となるのは、液体冷媒が径方向によどみなく流れることであるが、上記のように周方向に絶縁樹脂材がブリッジされている場合には、絶縁樹脂材により液体冷媒の流れが妨げられてしまうという問題がある。
【０００６】
また、高電圧及び高出力の回転電機の場合には、固定子巻線の発熱が大きくなる。特に、固定子巻線のコイルエンド部において、斜行部と斜行部とが交差したコイル密集部の温度が高くなるため、この交差した部分に塗布された絶縁樹脂材に対して、大きな温度変化による巻線の変形が繰り返されると、これに耐えられずに破損や亀裂が発生する。そして、この絶縁樹脂材の破損や亀裂が進展してゆき、巻線内部の導体が露出してしまう可能性がある。
【０００７】
さらに、絶縁樹脂材として熱硬化性の粉体樹脂を採用した場合には、その粉体樹脂を付着させる際に空気の巻き込みが発生してしまうため、付着樹脂の内部に空隙が形成され易い。そのため、それらの空隙が繋がって導体間を繋ぐような空隙が形成されてしまうと、コイル間の沿面距離が短くなる。この現象が電位差の高い異なる位相のコイル間で発生すると放電の発生が懸念される。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高電圧及び高出力であっても高い冷却性と絶縁品質を確保し得るようにした回転電機を提供することを解決すべき課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、回転子と、前記回転子と対向配置された固定子コア及び前記固定子コアに巻装された固定子巻線を有する固定子と、前記固定子巻線に液体冷媒を供給して冷却する冷却装置と、を備えた回転電機において、前記固定子巻線は、前記固定子コアのスロットに収容されるスロット収容部と、前記スロットから軸方向に露出し周方向に延び出すコイルエンド部とを持つ複数の導体セグメントにより形成され、前記導体セグメントは、ターン部と、前記コイルエンド部において他の導体セグメントと交差する斜行部と、前記斜行部の先端の先端部とを有し、前記コイルエンド部は、略同一の軸方向高さで且つ円環状に略等ピッチで離間して配置され、他の導体セグメントの前記先端部を接合した複数の接合部を有し、前記接合部は、多重円環状に配列されて絶縁樹脂により被覆されていると共に、径方向に対してのみ前記絶縁樹脂で連結され、周方向には前記絶縁樹脂間に空隙を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載の発明においては、固定子巻線を形成する導体セグメントの先端部同士が接合された接合部は、多重円環状に配列されて絶縁樹脂により被覆されていると共に、径方向に対してのみ絶縁樹脂で連結され、周方向には絶縁樹脂間に空隙を有する。そのため、固定子巻線に対して、冷却装置により液体冷媒が供給された際に、その液体冷媒は、接合部を径方向にのみ連結している絶縁樹脂に妨害されることなく、絶縁樹脂を伝って径方向によどみなく流動することができる。これにより、固定子巻線の表面上を径方向に流動する液体冷媒によって、固定子巻線を効率よく確実に冷却することができる。
【００１１】
また、発熱の大きい、コイルエンド部の斜行部と斜行部とが交差したコイル密集部に、絶縁樹脂を介することなく液体冷媒を直接接触させるようにすることができるため、更に効率よく固定子巻線を冷却することができる。さらに、回転子の回転によって液体冷媒を放射方向に散布するようにすれば、接合部を径方向にのみ連結している絶縁樹脂を伝って液体冷媒が流動するため、固定子巻線のコイルエンド全域を満遍なく冷却することができる。
【００１２】
そして、固定子巻線が多相の場合には、異相間（周方向）の電位差が最も高くなることから、周方向に隣接した接合部をそれぞれ被覆する絶縁樹脂同士の間に空隙を設けることによって、より高い絶縁性を確保することができる。これにより、安全性の向上を図ることができる。したがって、請求項１に記載の発明によれば、高電圧及び高出力の回転電機であっても高い冷却性と絶縁品質を確保することができる。
【００１３】
なお、本発明において用いられる絶縁樹脂の材料としては、例えばエポキシ、ポリエステル、ウレタン、シリコーン等を挙げることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、前記接合部を径方向に連結する前記絶縁樹脂は、周方向両側の側面及び軸方向先端側の面の少なくとも一方の面が径方向において凹凸状に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、液体冷媒と接触する絶縁樹脂の表面積が増大し、接合部を効率よく冷却することができるため、冷却効率を更に高めることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、前記回転子は、軸方向厚みが前記固定子コアの軸方向厚みよりも厚くされており、前記回転子の軸方向端部が前記固定子巻線のコイルエンド部と径方向に対向する位置に配置されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、回転子に供給乃至は到達した液体冷媒を、回転子の回転に伴って回転子から固定子巻線のコイルエンド部に効率よく散布することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る回転電機の軸方向断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る固定子の全体斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る固定子の部分的な斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る固定子の部分的な斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る固定子の部分的な側面図である。
【図６】本発明の実施形態における導体セグメントの接合部近傍の状態を示す部分断面図である。
【図７】本発明の実施形態において固定子コアのスロットに導体セグメントを挿入する状態を示す説明図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る固定子の全体斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る回転電機の実施形態について図面を参照して具体的に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る回転電機の軸方向断面図である。本実施形態の回転電機１は、車両用モータとして用いられるものであって、図１に示すように、略有底筒状の一対のハウジング部材１０ａ、１０ｂが開口部同士で接合されてなるハウジング１０と、ハウジング１０に軸受け１１、１２を介して回転自在に支承される回転軸１３に固定された回転子１４と、ハウジング１０内の回転子１４を包囲する位置でハウジング１０に固定された固定子２０と、を備えている。
【００２１】
また、この回転電機１には、固定子２０の固定子巻線４０に冷却用の液体冷媒を供給する一対の管路１５、１６を備えた冷媒供給手段が設けられている。管路１５、１６は、ハウジング１０の内部と外部を連通するようにして、ハウジング部材１０ａ、１０ｂにそれぞれ貫通した状態で取り付けられている。各管路１５、１６の先端部には、液体冷媒を吐出する吐出口１５ａ、１６ａが設けられている。吐出口１５ａ、１６ａは、ハウジング１０内に収容された固定子２０の固定子巻線４０の第１及び第２コイルエンド群４７、４８の鉛直上方に開口している。
【００２２】
なお、この回転電機１には、吐出口１５ａ、１６ａから吐出した液体冷媒を回収し冷媒供給手段に戻して循環させる回収手段（図示せず）や、加熱された液体冷媒を冷却する冷却器（図示せず）等が循環経路の途中に設けられており、これらの機器により固定子巻線４０（固定子２０）を冷却する冷却装置が構成されている。また、液体冷媒として、本実施形態ではＡＴＦを用いているが、従来の回転電機において使用される公知の液体冷媒を用いてもよい。
【００２３】
回転子１４は、固定子２０の内周側と向き合う外周側に、周方向に所定距離を隔てて配置された複数の永久磁石を有し、これら永久磁石により周方向に極性が交互に異なる複数の磁極が形成されている。回転子１４の磁極の数は、回転電機１の仕様により異なるため限定されるものではない。本実施形態では、８極（Ｎ極：４、Ｓ極：４）の回転子が用いられている。
【００２４】
次に、固定子２０について図２〜図７を参照して説明する。図２は、本実施形態に係る固定子の全体斜視図である。図３は、本実施形態に係る固定子の部分的な斜視図である。図４は、本実施形態に係る固定子の部分的な斜視図である。図５は、本実施形態に係る固定子の部分的な側面図である。図６は、本実施形態における導体セグメントの接合部近傍の状態を示す部分断面図である。図７は、本実施形態において固定子コアのスロットに導体セグメントを挿入する状態を示す説明図である。
【００２５】
固定子２０は、図２に示すように、周方向に複数のスロット３１を有する円環状の固定子コア３０と、スロット３１に挿入配置された複数の導体セグメント５０の端部同士が固定子コア３０の軸方向一方側で接続されて固定子コア３０に巻装された３相の固定子巻線４０と、を備えている。即ち、本実施形態の固定子巻線４０は、略Ｕ字形状の複数の導体セグメント５０を溶接により所定の状態に接続して固定子コア３０に巻装されているセグメント型のものである。
【００２６】
固定子コア３０は、円環状の複数の電磁鋼板を固定子コア３０の軸方向に積層して形成された一体型のものが採用されている。この固定子コア３０は、円環状のバックコア部３３と、バックコア部３３から径方向内方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３４とからなり、隣り合うティース３４の間にスロット３１が形成されている。固定子コア３０に形成されたスロット３１の数は、回転子１４の磁極数（８磁極）に対し、固定子巻線４０の一相あたり２個の割合で形成されている。本実施形態では、８×３×２＝４８より、スロット数は４８個とされている。
【００２７】
固定子コア３０のスロット３１に巻装された固定子巻線４０は、固定子コア３０のスロット３１に収容されるスロット収容部と、スロット３１から軸方向に露出し周方向に延び出すコイルエンド部とを有する複数の導体セグメント５０の端末部同士を互いに溶接で接合することにより形成されている。導体セグメント５０は、図７に示すように、互いに平行な一対の直状部５１、５１と、一対の直状部５１、５１の一端を互いに連結するターン部５２とからなるＵ字形状のものが採用されている。この導体セグメント５０は、外周に絶縁被膜５７（図６参照）が被覆された平角導体をＵ字形状に折り曲げることにより形成されている。導体セグメント５０の両端末部には、絶縁被膜５７が剥離されることによって導体露出部５８が形成されている。
【００２８】
ターン部５２の中央部には、固定子コア３０の端面３０ａに沿って延びる頭頂段部５３が設けられており、頭頂段部５３の両側には、固定子コア３０の端面３０ａに対して所定の角度で傾斜した傾斜部５４が設けられている。なお、図７には、同一相の隣接する２個のスロット３１Ａ、３１Ｂに挿入配置される２個で一組の導体セグメント５０Ａ、５０Ｂが示されている。また、符号２４は、各導体セグメント５０Ａ、５０Ｂとスロット３１、３１の内壁面との間を電気絶縁するインシュレータである。
【００２９】
Ｕ字形状の導体セグメント５０は、一対の直状部５１、５１が固定子コア３０の所定の１磁極ピッチ離れた２個のスロット３１、３１内に軸方向一端側から挿入される。このようにして、全スロット３１に対して導体セグメント５０の所定数の直状部５１が挿入配置される。本実施形態の場合、各スロット３１内に合計１０本の直状部５１が径方向１列（１０層）に積層配置される。
【００３０】
その後、スロット３１から軸方向他端側へ突出した一対の直状部５１、５１の開放端部（コイルエンド部）が、周方向反対側へ互いに遠ざかるように、固定子コア３０の端面３０ａに対して所定の角度をもって斜めに斜行するように折り曲げられることにより、略半磁極ピッチ分の長さの斜行部５５が形成される。この斜行部５５が形成される際には、斜行部５５の先端側に位置する導体露出部５８を含む先端部が、固定子コア３０の軸方向に延びるように折り曲げられる。
【００３１】
これにより、１つのスロット３１から時計回り方向に延出する５本の斜行部５５の先端部と、時計回り方向に１磁極ピッチ離れた他のスロット３１から反時計回り方向に延出する５本の斜行部５５の先端部とが、径方向に交互に隣接して１列に並んだ状態にされている。即ち、１磁極ピッチ離れた２つのスロット３１から周方向反対側へ互いに近づくように延出した斜行部５５の合計１０個の先端部が、径方向１列に並んだ状態にされている。本実施形態の場合、時計回り方向に延出する斜行部５５の先端部は内周側から奇数番目に位置し、反時計回り方向に延出する斜行部５５の先端部は内周側から偶数番目に位置している。なお、時計回り方向に延出する５本の斜行部５５と、反時計回り方向に延出する５本の斜行部５５は、交差した状態になっている。
【００３２】
そして、径方向に隣接して並んだ所定の先端部の導体露出部５８同士が、例えばアーク溶接等の公知の手法を採用して接合されている。即ち、固定子コア３０の軸方向他端側には、所定の先端部の導体露出部５８同士が接合されてなる複数の接合部５６が形成される。この接合部５６は、略同一の軸方向高さで且つ円環状に略等ピッチで離間して配置され、多重円環状に配列されている。本実施形態では、周方向に４８個並んだ接合部５６が５重円環状に配列されており、５個の接合部５６が径方向１列に並んだ状態になっている。
【００３３】
これにより、所定の二つの斜行部５５の先端部（導体露出部５８）同士が接続されることによって、所定のパターンで電気的に接続される。このようにして、所定の導体セグメント５０が直列に接続されることによって、固定子コア３０のスロット３１に沿って周方向に渦巻き状に巻回された３本の相巻線（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を有する固定子巻線４０が形成される。
【００３４】
その後、接合部５６は、図２〜図６に示すように、導体露出部５８を完全に覆うようにして導体セグメント５０の先端部（端末部）のみに固着された絶縁樹脂６０により被覆される。即ち、絶縁樹脂６０は、導体セグメント５０の先端部（端末部）の導体露出部５８全域と、導体露出部５８に隣接する絶縁被膜５７の端縁部のみとを被覆するように固着されている。よって、発熱の大きい、第２コイルエンド群４８の斜行部５５と斜行部５５とが交差した部分（コイル密集部）には、絶縁被膜６０が塗布されていない。
【００３５】
この絶縁樹脂６０は、径方向１列に並んだ５個の接合部５６を一体に連結するように設けられている。一方、周方向に隣接する接合部５６を被覆する絶縁樹脂６０同士の間には、空隙Ｓが設けられている。これにより、固定子巻線４０の接合部５６側に供給された液体冷媒が、空隙Ｓを通って絶縁樹脂６０の表面上を径方向に流動し易くなるようにされている。また、径方向１列に並んだ５個の接合部５６を一体に連結する絶縁樹脂６０は、内周側の側面と周方向両側の側面とがそれぞれ交わる２つの角部が湾曲面にされている。これによっても、供給された液体冷媒が、空隙Ｓを通って絶縁樹脂６０の表面上を径方向に流動し易くなるようにされている。
【００３６】
このように接合部５６を径方向に連結する絶縁樹脂６０は、図３及び図４に示すように、周方向両側の側面及び軸方向先端側の面の両方が径方向において凹凸状に形成されている。この場合、径方向に並んだ５個の接合部５６のそれぞれの間の部位に凹部が形成されている。これにより、液体冷媒と接触する絶縁樹脂６０の表面積を増大させて、液体冷媒による接合部５６の冷却効率を高めるようにしている。この絶縁樹脂６０は、例えばエポキシ、ポリエステル、ウレタン、シリコーン等から選択した液状樹脂材料を用いて、液状樹脂材料に導体セグメント５０をディップすることにより形成されている。
【００３７】
なお、本実施形態では、固定子巻線４０の各相について、基本となるＵ字形状の導体セグメント５０により、固定子コア３０の周りを１０周する巻線（コイル）が形成される。しかし、固定子巻線４０の各相について、出力用引き出し線及び中性点用引き出し線を一体に有するセグメント、並びに１周目と２周目とを接続するターン部を有するセグメントは、基本となる導体セグメント５０とは異なる異形セグメントで構成される。これら異形セグメントを用いて、固定子巻線４０の各相の巻線端が星型結線により結線される。
【００３８】
このように形成された固定子巻線４０の軸方向一端側には、図２及び図５に示すように、固定子コア３０の一端面から突出した導体セグメント５０の複数のターン部５２が固定子コア３０の径方向に積層されてなる第１コイルエンド群４７が形成されている。また、固定子巻線４０の軸方向他端側には、固定子コア３０の他端面から突出した導体セグメント５０の複数の斜行部５５及び接合部５６が固定子コア３０の径方向に積層されてなる第２コイルエンド群４８が形成されている。
【００３９】
なお、本実施形態では、回転子１４は、軸方向厚みが固定子コア３０の軸方向厚みよりも厚くされており、回転子１４の軸方向両端部が、固定子巻線４０の第１及び第２コイルエンド群４７、４８と径方向に対向する位置に配置されている。これにより、回転子１４に到達した液体冷媒が、回転子１４の回転に伴って回転子１４から第１及び第２コイルエンド群４７、４８に効率よく散布されるようにされている。
【００４０】
以上のように構成された本実施形態の回転電機１は、固定子２０の固定子巻線４０への通電により運転が開始されると、回転子１４の回転に伴って回転軸１３が回転し、回転軸１３から他の機器に駆動力が供給される。また、これと同時に、冷媒供給手段により管路１５、１６の吐出口１５ａ、１６ａから冷却用の液体冷媒が吐出される。吐出口１５ａ、１６ａから吐出された液体冷媒は、固定子巻線４０の第１及び第２コイルエンド群４７、４８の外周側に供給される。そして、供給された冷却媒体は、第１及び第２コイルエンド群４７、４８の表面上を伝って下方へ流動し回転子１４に到達すると、回転している回転子１４により液体冷媒が放射方向に散布される。これにより、液体冷媒が、回転子１４から第１及び第２コイルエンド群４７、４８の周方向の全域に亘って満遍なく散布される。
【００４１】
このとき、第２コイルエンド群４８に散布された液体冷媒は、接合部５６が径方向に対してのみ絶縁樹脂６０で連結され、周方向に隣接する接合部５６を被覆する絶縁樹脂６０同士の間には、空隙Ｓが設けられていることから、絶縁樹脂６０に妨害されることなく、絶縁樹脂６０の表面を伝って径方向によどみなく流動する。これにより、第２コイルエンド群４８の表面上を径方向に流動する液体冷媒によって、第２コイルエンド群４８の全域が効率よく確実に冷却される。また、発熱の大きい、第２コイルエンド群４８の斜行部５５と斜行部５５とが交差したコイル密集部には、絶縁樹脂６０が設けられていないので、そのコイル密集部に液体冷媒が直接接触するため、更に効率よく第２コイルエンド群４８が冷却される。
【００４２】
また、本実施形態の固定子巻線４０は３相巻線であり、異相間（周方向）の電位差が最も高くなることから、周方向に隣接した接合部５６をそれぞれ被覆する絶縁樹脂６０同士の間に空隙Ｓが設けられていることによって、より高い絶縁性が確保されている。これにより、安全性の向上が図られる。
【００４３】
したがって、本実施形態の回転電機１によれば、固定子巻線４０を形成する導体セグメント５０の先端部同士が接合された接合部５６は、多重円環状に配列されて絶縁樹脂６０により被覆されていると共に、径方向に対してのみ絶縁樹脂６０で連結され、周方向に隣接する接合部５６を被覆する絶縁樹脂６０同士の間には、空隙Ｓが設けられている。そのため、高電圧及び高出力の回転電機であっても高い冷却性と絶縁品質を確保することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、接合部５６を径方向に連結する絶縁樹脂６０は、周方向両側の側面及び軸方向先端側の面の両方が径方向において凹凸状に形成されている。そのため、液体冷媒と接触する絶縁樹脂６０の表面積を増大させ、接合部５６を効率よく冷却することができるため、冷却効率を更に高めることができる。
【００４５】
また、本実施形態では、回転子１４は、軸方向厚みが固定子コア３０の軸方向厚みよりも厚くされており、回転子１４の軸方向端部が固定子巻線４０の第１及び第２コイルエンド群４７、４８と径方向に対向する位置に配置されている。そのため、第１及び第２コイルエンド群４７、４８に供給されて回転子１４に到達した液体冷媒を、回転子１４の回転に伴って回転子１４から第１及び第２コイルエンド群４７、４８に効率よく散布することができる。
【００４６】
〔他の実施形態〕
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。
【００４７】
例えば、上記の実施形態では、接合部５６を径方向に連結する絶縁樹脂６０は、周方向両側の側面及び軸方向先端側の面の両方が径方向において凹凸状に形成されていたが、周方向両側の側面及び軸方向先端側の面の何れか一方のみを凹凸状に形成するようにしてもよい。また、絶縁樹脂６０の作り易さを考慮すれば、図８に示すように、周方向両側の側面及び軸方向先端側の面の両方とも凹凸状にしないようにしてもよい。但し、この場合には、絶縁樹脂６０の表面積が増大しないので、接合部５６の冷却効率を高めるという効果は期待できない。
【００４８】
また、上記の実施形態では、絶縁樹脂部材６０は、液状樹脂を採用していたが、これに代えて粉体樹脂を採用してもよい。粉体樹脂を採用した場合には、それら粉体樹脂を、導体セグメント５０の所定の部位の表面に付着させて溶融させた後、硬化させることにより絶縁樹脂部材６０を形成することができる。
【００４９】
なお、上記の実施形態は、本発明に係る回転電機をモータ（電動機）に適用した例であるが、本発明は、車両に搭載される回転電機として、電動機あるいは発電機、さらには両者を選択的に使用しうる回転電機にも利用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１…回転電機、 １０…ハウジング、 １１、１２…軸受け、 １３…回転軸、 １４…回転子、 ２０…固定子、 ３０…固定子コア、 ３１…スロット、 ３２…分割コア、 ３３…バックコア部、 ３４…ティース、 ４０…固定子巻線、 ４７…第１コイルエンド群、 ４８…第２コイルエンド群、 ５０…導体セグメント、 ５１…直状部、 ５２…ターン部、 ５３…頭頂段部 ５４…傾斜部、 ５５…斜行部、 ５６…接合部、 ５７…絶縁皮膜、 ５８…導体露出部、 ６０…絶縁樹脂、 Ｓ…空隙。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両に搭載されて電動機や発電機として使用される回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両において電動機や発電機として使用される回転電機として、回転子と、この回転子と対向配置された固定子コア及びこの固定子コアに巻装された固定子巻線を備える固定子と、を有するものが知られている。そして、特許文献１及び２には、固定子巻線として、固定子コアのスロットに収容されるスロット収容部と、前記スロットから軸方向に露出し、周方向に延び出すコイルエンド部とを持つ複数の導体セグメントにより形成されたセグメント型のものが開示されている。また、特許文献１及び２には、発熱部である固定子を冷却ファンにより空気冷却することが開示されている。
【０００３】
そして、特許文献１には、騒音を低減すると共に冷却性能を向上させるために、多重円環状に配列した溶接部に塗布する絶縁樹脂材を径方向にブリッジさせ、周方向に不均一にブリッジさせることが開示されている。これにより、通風抵抗が周方向に対して不均一となるため、冷却風の通風抵抗を下げることができ、周期的な騒音を抑えることができる。また、特許文献２には、振動や音の発生を抑えるために、円環状に配列した溶接部に塗布する絶縁樹脂材を円環状に連結させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２０４１５１号公報
【特許文献２】特開２０００−０６００５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、高出力を求められるモータ（電動機）においては、上記特許文献１及び２に開示されているような空気冷却ではなく、液体冷媒を固定子巻線に直接滴下する冷却方式が採用されている。この冷却方式の場合、滴下した液体冷媒が固定子巻線の表面上を径方向に流れ、その液体冷媒が熱を奪うことによって冷却を行う。このとき重要となるのは、液体冷媒が径方向によどみなく流れることであるが、上記のように周方向に絶縁樹脂材がブリッジされている場合には、絶縁樹脂材により液体冷媒の流れが妨げられてしまうという問題がある。
【０００６】
また、高電圧及び高出力の回転電機の場合には、固定子巻線の発熱が大きくなる。特に、固定子巻線のコイルエンド部において、斜行部と斜行部とが交差したコイル密集部の温度が高くなるため、この交差した部分に塗布された絶縁樹脂材に対して、大きな温度変化による巻線の変形が繰り返されると、これに耐えられずに破損や亀裂が発生する。そして、この絶縁樹脂材の破損や亀裂が進展してゆき、巻線内部の導体が露出してしまう可能性がある。
【０００７】
さらに、絶縁樹脂材として熱硬化性の粉体樹脂を採用した場合には、その粉体樹脂を付着させる際に空気の巻き込みが発生してしまうため、付着樹脂の内部に空隙が形成され易い。そのため、それらの空隙が繋がって導体間を繋ぐような空隙が形成されてしまうと、コイル間の沿面距離が短くなる。この現象が電位差の高い異なる位相のコイル間で発生すると放電の発生が懸念される。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高電圧及び高出力であっても高い冷却性と絶縁品質を確保し得るようにした回転電機を提供することを解決すべき課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、回転子と、前記回転子と対向配置された固定子コア及び前記固定子コアに巻装された固定子巻線を有する固定子と、前記固定子巻線に液体冷媒を供給して冷却する冷却装置と、を備えた回転電機において、前記固定子巻線は、前記固定子コアのスロットに収容されるスロット収容部と、前記スロットから軸方向に露出し周方向に延び出すコイルエンド部とを持つ複数の導体セグメントにより形成され、前記導体セグメントは、ターン部と、前記コイルエンド部において他の導体セグメントと交差する斜行部と、前記斜行部の先端の先端部とを有し、前記コイルエンド部は、略同一の軸方向高さで且つ円環状に略等ピッチで離間して配置され、他の導体セグメントの前記先端部を接合した複数の接合部を有し、前記接合部は、多重円環状に配列されて絶縁樹脂により被覆されていると共に、径方向に対してのみ前記絶縁樹脂で連結され、周方向には前記絶縁樹脂間に空隙を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載の発明においては、固定子巻線を形成する導体セグメントの先端部同士が接合された接合部は、多重円環状に配列されて絶縁樹脂により被覆されていると共に、径方向に対してのみ絶縁樹脂で連結され、周方向には絶縁樹脂間に空隙を有する。そのため、固定子巻線に対して、冷却装置により液体冷媒が供給された際に、その液体冷媒は、接合部を径方向にのみ連結している絶縁樹脂に妨害されることなく、絶縁樹脂を伝って径方向によどみなく流動することができる。これにより、固定子巻線の表面上を径方向に流動する液体冷媒によって、固定子巻線を効率よく確実に冷却することができる。
【００１１】
また、発熱の大きい、コイルエンド部の斜行部と斜行部とが交差したコイル密集部に、絶縁樹脂を介することなく液体冷媒を直接接触させるようにすることができるため、更に効率よく固定子巻線を冷却することができる。さらに、回転子の回転によって液体冷媒を放射方向に散布するようにすれば、接合部を径方向にのみ連結している絶縁樹脂を伝って液体冷媒が流動するため、固定子巻線のコイルエンド全域を満遍なく冷却することができる。
【００１２】
そして、固定子巻線が多相の場合には、異相間（周方向）の電位差が最も高くなることから、周方向に隣接した接合部をそれぞれ被覆する絶縁樹脂同士の間に空隙を設けることによって、より高い絶縁性を確保することができる。これにより、安全性の向上を図ることができる。したがって、請求項１に記載の発明によれば、高電圧及び高出力の回転電機であっても高い冷却性と絶縁品質を確保することができる。
【００１３】
なお、本発明において用いられる絶縁樹脂の材料としては、例えばエポキシ、ポリエステル、ウレタン、シリコーン等を挙げることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、前記接合部を径方向に連結する前記絶縁樹脂は、周方向両側の側面及び軸方向先端側の面の少なくとも一方の面が径方向において凹凸状に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、液体冷媒と接触する絶縁樹脂の表面積が増大し、接合部を効率よく冷却することができるため、冷却効率を更に高めることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、前記回転子は、軸方向厚みが前記固定子コアの軸方向厚みよりも厚くされており、前記回転子の軸方向端部が前記固定子巻線のコイルエンド部と径方向に対向する位置に配置されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、回転子に供給乃至は到達した液体冷媒を、回転子の回転に伴って回転子から固定子巻線のコイルエンド部に効率よく散布することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る回転電機の軸方向断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る固定子の全体斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る固定子の部分的な斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る固定子の部分的な斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る固定子の部分的な側面図である。
【図６】本発明の実施形態における導体セグメントの接合部近傍の状態を示す部分断面図である。
【図７】本発明の実施形態において固定子コアのスロットに導体セグメントを挿入する状態を示す説明図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る固定子の全体斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る回転電機の実施形態について図面を参照して具体的に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る回転電機の軸方向断面図である。本実施形態の回転電機１は、車両用モータとして用いられるものであって、図１に示すように、略有底筒状の一対のハウジング部材１０ａ、１０ｂが開口部同士で接合されてなるハウジング１０と、ハウジング１０に軸受け１１、１２を介して回転自在に支承される回転軸１３に固定された回転子１４と、ハウジング１０内の回転子１４を包囲する位置でハウジング１０に固定された固定子２０と、を備えている。
【００２１】
また、この回転電機１には、固定子２０の固定子巻線４０に冷却用の液体冷媒を供給する一対の管路１５、１６を備えた冷媒供給手段が設けられている。管路１５、１６は、ハウジング１０の内部と外部を連通するようにして、ハウジング部材１０ａ、１０ｂにそれぞれ貫通した状態で取り付けられている。各管路１５、１６の先端部には、液体冷媒を吐出する吐出口１５ａ、１６ａが設けられている。吐出口１５ａ、１６ａは、ハウジング１０内に収容された固定子２０の固定子巻線４０の第１及び第２コイルエンド群４７、４８の鉛直上方に開口している。
【００２２】
なお、この回転電機１には、吐出口１５ａ、１６ａから吐出した液体冷媒を回収し冷媒供給手段に戻して循環させる回収手段（図示せず）や、加熱された液体冷媒を冷却する冷却器（図示せず）等が循環経路の途中に設けられており、これらの機器により固定子巻線４０（固定子２０）を冷却する冷却装置が構成されている。また、液体冷媒として、本実施形態ではＡＴＦを用いているが、従来の回転電機において使用される公知の液体冷媒を用いてもよい。
【００２３】
回転子１４は、固定子２０の内周側と向き合う外周側に、周方向に所定距離を隔てて配置された複数の永久磁石を有し、これら永久磁石により周方向に極性が交互に異なる複数の磁極が形成されている。回転子１４の磁極の数は、回転電機１の仕様により異なるため限定されるものではない。本実施形態では、８極（Ｎ極：４、Ｓ極：４）の回転子が用いられている。
【００２４】
次に、固定子２０について図２〜図７を参照して説明する。図２は、本実施形態に係る固定子の全体斜視図である。図３は、本実施形態に係る固定子の部分的な斜視図である。図４は、本実施形態に係る固定子の部分的な斜視図である。図５は、本実施形態に係る固定子の部分的な側面図である。図６は、本実施形態における導体セグメントの接合部近傍の状態を示す部分断面図である。図７は、本実施形態において固定子コアのスロットに導体セグメントを挿入する状態を示す説明図である。
【００２５】
固定子２０は、図２に示すように、周方向に複数のスロット３１を有する円環状の固定子コア３０と、スロット３１に挿入配置された複数の導体セグメント５０の端部同士が固定子コア３０の軸方向一方側で接続されて固定子コア３０に巻装された３相の固定子巻線４０と、を備えている。即ち、本実施形態の固定子巻線４０は、略Ｕ字形状の複数の導体セグメント５０を溶接により所定の状態に接続して固定子コア３０に巻装されているセグメント型のものである。
【００２６】
固定子コア３０は、円環状の複数の電磁鋼板を固定子コア３０の軸方向に積層して形成された一体型のものが採用されている。この固定子コア３０は、円環状のバックコア部３３と、バックコア部３３から径方向内方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３４とからなり、隣り合うティース３４の間にスロット３１が形成されている。固定子コア３０に形成されたスロット３１の数は、回転子１４の磁極数（８磁極）に対し、固定子巻線４０の一相あたり２個の割合で形成されている。本実施形態では、８×３×２＝４８より、スロット数は４８個とされている。
【００２７】
固定子コア３０のスロット３１に巻装された固定子巻線４０は、固定子コア３０のスロット３１に収容されるスロット収容部と、スロット３１から軸方向に露出し周方向に延び出すコイルエンド部とを有する複数の導体セグメント５０の端末部同士を互いに溶接で接合することにより形成されている。導体セグメント５０は、図７に示すように、互いに平行な一対の直状部５１、５１と、一対の直状部５１、５１の一端を互いに連結するターン部５２とからなるＵ字形状のものが採用されている。この導体セグメント５０は、外周に絶縁被膜５７（図６参照）が被覆された平角導体をＵ字形状に折り曲げることにより形成されている。導体セグメント５０の両端末部には、絶縁被膜５７が剥離されることによって導体露出部５８が形成されている。
【００２８】
ターン部５２の中央部には、固定子コア３０の端面３０ａに沿って延びる頭頂段部５３が設けられており、頭頂段部５３の両側には、固定子コア３０の端面３０ａに対して所定の角度で傾斜した傾斜部５４が設けられている。なお、図７には、同一相の隣接する２個のスロット３１Ａ、３１Ｂに挿入配置される２個で一組の導体セグメント５０Ａ、５０Ｂが示されている。また、符号２４は、各導体セグメント５０Ａ、５０Ｂとスロット３１、３１の内壁面との間を電気絶縁するインシュレータである。
【００２９】
Ｕ字形状の導体セグメント５０は、一対の直状部５１、５１が固定子コア３０の所定の１磁極ピッチ離れた２個のスロット３１、３１内に軸方向一端側から挿入される。このようにして、全スロット３１に対して導体セグメント５０の所定数の直状部５１が挿入配置される。本実施形態の場合、各スロット３１内に合計１０本の直状部５１が径方向１列（１０層）に積層配置される。
【００３０】
その後、スロット３１から軸方向他端側へ突出した一対の直状部５１、５１の開放端部（コイルエンド部）が、周方向反対側へ互いに遠ざかるように、固定子コア３０の端面３０ａに対して所定の角度をもって斜めに斜行するように折り曲げられることにより、略半磁極ピッチ分の長さの斜行部５５が形成される。この斜行部５５が形成される際には、斜行部５５の先端側に位置する導体露出部５８を含む先端部が、固定子コア３０の軸方向に延びるように折り曲げられる。
【００３１】
これにより、１つのスロット３１から時計回り方向に延出する５本の斜行部５５の先端部と、時計回り方向に１磁極ピッチ離れた他のスロット３１から反時計回り方向に延出する５本の斜行部５５の先端部とが、径方向に交互に隣接して１列に並んだ状態にされている。即ち、１磁極ピッチ離れた２つのスロット３１から周方向反対側へ互いに近づくように延出した斜行部５５の合計１０個の先端部が、径方向１列に並んだ状態にされている。本実施形態の場合、時計回り方向に延出する斜行部５５の先端部は内周側から奇数番目に位置し、反時計回り方向に延出する斜行部５５の先端部は内周側から偶数番目に位置している。なお、時計回り方向に延出する５本の斜行部５５と、反時計回り方向に延出する５本の斜行部５５は、交差した状態になっている。
【００３２】
そして、径方向に隣接して並んだ所定の先端部の導体露出部５８同士が、例えばアーク溶接等の公知の手法を採用して接合されている。即ち、固定子コア３０の軸方向他端側には、所定の先端部の導体露出部５８同士が接合されてなる複数の接合部５６が形成される。この接合部５６は、略同一の軸方向高さで且つ円環状に略等ピッチで離間して配置され、多重円環状に配列されている。本実施形態では、周方向に４８個並んだ接合部５６が５重円環状に配列されており、５個の接合部５６が径方向１列に並んだ状態になっている。
【００３３】
これにより、所定の二つの斜行部５５の先端部（導体露出部５８）同士が接続されることによって、所定のパターンで電気的に接続される。このようにして、所定の導体セグメント５０が直列に接続されることによって、固定子コア３０のスロット３１に沿って周方向に渦巻き状に巻回された３本の相巻線（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を有する固定子巻線４０が形成される。
【００３４】
その後、接合部５６は、図２〜図６に示すように、導体露出部５８を完全に覆うようにして導体セグメント５０の先端部（端末部）のみに固着された絶縁樹脂６０により被覆される。即ち、絶縁樹脂６０は、導体セグメント５０の先端部（端末部）の導体露出部５８全域と、導体露出部５８に隣接する絶縁被膜５７の端縁部のみとを被覆するように固着されている。よって、発熱の大きい、第２コイルエンド群４８の斜行部５５と斜行部５５とが交差した部分（コイル密集部）には、絶縁被膜６０が塗布されていない。
【００３５】
この絶縁樹脂６０は、径方向１列に並んだ５個の接合部５６を一体に連結するように設けられている。一方、周方向に隣接する接合部５６を被覆する絶縁樹脂６０同士の間には、空隙Ｓが設けられている。これにより、固定子巻線４０の接合部５６側に供給された液体冷媒が、空隙Ｓを通って絶縁樹脂６０の表面上を径方向に流動し易くなるようにされている。また、径方向１列に並んだ５個の接合部５６を一体に連結する絶縁樹脂６０は、内周側の側面と周方向両側の側面とがそれぞれ交わる２つの角部が湾曲面にされている。これによっても、供給された液体冷媒が、空隙Ｓを通って絶縁樹脂６０の表面上を径方向に流動し易くなるようにされている。
【００３６】
このように接合部５６を径方向に連結する絶縁樹脂６０は、図３及び図４に示すように、周方向両側の側面及び軸方向先端側の面の両方が径方向において凹凸状に形成されている。この場合、径方向に並んだ５個の接合部５６のそれぞれの間の部位に凹部が形成されている。これにより、液体冷媒と接触する絶縁樹脂６０の表面積を増大させて、液体冷媒による接合部５６の冷却効率を高めるようにしている。この絶縁樹脂６０は、例えばエポキシ、ポリエステル、ウレタン、シリコーン等から選択した液状樹脂材料を用いて、液状樹脂材料に導体セグメント５０をディップすることにより形成されている。
【００３７】
なお、本実施形態では、固定子巻線４０の各相について、基本となるＵ字形状の導体セグメント５０により、固定子コア３０の周りを１０周する巻線（コイル）が形成される。しかし、固定子巻線４０の各相について、出力用引き出し線及び中性点用引き出し線を一体に有するセグメント、並びに１周目と２周目とを接続するターン部を有するセグメントは、基本となる導体セグメント５０とは異なる異形セグメントで構成される。これら異形セグメントを用いて、固定子巻線４０の各相の巻線端が星型結線により結線される。
【００３８】
このように形成された固定子巻線４０の軸方向一端側には、図２及び図５に示すように、固定子コア３０の一端面から突出した導体セグメント５０の複数のターン部５２が固定子コア３０の径方向に積層されてなる第１コイルエンド群４７が形成されている。また、固定子巻線４０の軸方向他端側には、固定子コア３０の他端面から突出した導体セグメント５０の複数の斜行部５５及び接合部５６が固定子コア３０の径方向に積層されてなる第２コイルエンド群４８が形成されている。
【００３９】
なお、本実施形態では、回転子１４は、軸方向厚みが固定子コア３０の軸方向厚みよりも厚くされており、回転子１４の軸方向両端部が、固定子巻線４０の第１及び第２コイルエンド群４７、４８と径方向に対向する位置に配置されている。これにより、回転子１４に到達した液体冷媒が、回転子１４の回転に伴って回転子１４から第１及び第２コイルエンド群４７、４８に効率よく散布されるようにされている。
【００４０】
以上のように構成された本実施形態の回転電機１は、固定子２０の固定子巻線４０への通電により運転が開始されると、回転子１４の回転に伴って回転軸１３が回転し、回転軸１３から他の機器に駆動力が供給される。また、これと同時に、冷媒供給手段により管路１５、１６の吐出口１５ａ、１６ａから冷却用の液体冷媒が吐出される。吐出口１５ａ、１６ａから吐出された液体冷媒は、固定子巻線４０の第１及び第２コイルエンド群４７、４８の外周側に供給される。そして、供給された冷却媒体は、第１及び第２コイルエンド群４７、４８の表面上を伝って下方へ流動し回転子１４に到達すると、回転している回転子１４により液体冷媒が放射方向に散布される。これにより、液体冷媒が、回転子１４から第１及び第２コイルエンド群４７、４８の周方向の全域に亘って満遍なく散布される。
【００４１】
このとき、第２コイルエンド群４８に散布された液体冷媒は、接合部５６が径方向に対してのみ絶縁樹脂６０で連結され、周方向に隣接する接合部５６を被覆する絶縁樹脂６０同士の間には、空隙Ｓが設けられていることから、絶縁樹脂６０に妨害されることなく、絶縁樹脂６０の表面を伝って径方向によどみなく流動する。これにより、第２コイルエンド群４８の表面上を径方向に流動する液体冷媒によって、第２コイルエンド群４８の全域が効率よく確実に冷却される。また、発熱の大きい、第２コイルエンド群４８の斜行部５５と斜行部５５とが交差したコイル密集部には、絶縁樹脂６０が設けられていないので、そのコイル密集部に液体冷媒が直接接触するため、更に効率よく第２コイルエンド群４８が冷却される。
【００４２】
また、本実施形態の固定子巻線４０は３相巻線であり、異相間（周方向）の電位差が最も高くなることから、周方向に隣接した接合部５６をそれぞれ被覆する絶縁樹脂６０同士の間に空隙Ｓが設けられていることによって、より高い絶縁性が確保されている。これにより、安全性の向上が図られる。
【００４３】
したがって、本実施形態の回転電機１によれば、固定子巻線４０を形成する導体セグメント５０の先端部同士が接合された接合部５６は、多重円環状に配列されて絶縁樹脂６０により被覆されていると共に、径方向に対してのみ絶縁樹脂６０で連結され、周方向に隣接する接合部５６を被覆する絶縁樹脂６０同士の間には、空隙Ｓが設けられている。そのため、高電圧及び高出力の回転電機であっても高い冷却性と絶縁品質を確保することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、接合部５６を径方向に連結する絶縁樹脂６０は、周方向両側の側面及び軸方向先端側の面の両方が径方向において凹凸状に形成されている。そのため、液体冷媒と接触する絶縁樹脂６０の表面積を増大させ、接合部５６を効率よく冷却することができるため、冷却効率を更に高めることができる。
【００４５】
また、本実施形態では、回転子１４は、軸方向厚みが固定子コア３０の軸方向厚みよりも厚くされており、回転子１４の軸方向端部が固定子巻線４０の第１及び第２コイルエンド群４７、４８と径方向に対向する位置に配置されている。そのため、第１及び第２コイルエンド群４７、４８に供給されて回転子１４に到達した液体冷媒を、回転子１４の回転に伴って回転子１４から第１及び第２コイルエンド群４７、４８に効率よく散布することができる。
【００４６】
〔他の実施形態〕
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。
【００４７】
例えば、上記の実施形態では、接合部５６を径方向に連結する絶縁樹脂６０は、周方向両側の側面及び軸方向先端側の面の両方が径方向において凹凸状に形成されていたが、周方向両側の側面及び軸方向先端側の面の何れか一方のみを凹凸状に形成するようにしてもよい。また、絶縁樹脂６０の作り易さを考慮すれば、図８に示すように、周方向両側の側面及び軸方向先端側の面の両方とも凹凸状にしないようにしてもよい。但し、この場合には、絶縁樹脂６０の表面積が増大しないので、接合部５６の冷却効率を高めるという効果は期待できない。
【００４８】
また、上記の実施形態では、絶縁樹脂部材６０は、液状樹脂を採用していたが、これに代えて粉体樹脂を採用してもよい。粉体樹脂を採用した場合には、それら粉体樹脂を、導体セグメント５０の所定の部位の表面に付着させて溶融させた後、硬化させることにより絶縁樹脂部材６０を形成することができる。
【００４９】
なお、上記の実施形態は、本発明に係る回転電機をモータ（電動機）に適用した例であるが、本発明は、車両に搭載される回転電機として、電動機あるいは発電機、さらには両者を選択的に使用しうる回転電機にも利用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１…回転電機、 １０…ハウジング、 １１、１２…軸受け、 １３…回転軸、 １４…回転子、 ２０…固定子、 ３０…固定子コア、 ３１…スロット、 ３２…分割コア、 ３３…バックコア部、 ３４…ティース、 ４０…固定子巻線、 ４７…第１コイルエンド群、 ４８…第２コイルエンド群、 ５０…導体セグメント、 ５１…直状部、 ５２…ターン部、 ５３…頭頂段部 ５４…傾斜部、 ５５…斜行部、 ５６…接合部、 ５７…絶縁皮膜、 ５８…導体露出部、 ６０…絶縁樹脂、 Ｓ…空隙。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子と、前記回転子と対向配置された固定子コア及び前記固定子コアに巻装された固定子巻線を有する固定子と、前記固定子巻線に液体冷媒を供給して冷却する冷却装置と、を備えた回転電機において、
前記固定子巻線は、前記固定子コアのスロットに収容されるスロット収容部と、前記スロットから軸方向に露出し周方向に延び出すコイルエンド部とを持つ複数の導体セグメントにより形成され、
前記導体セグメントは、ターン部と、前記コイルエンド部において他の導体セグメントと交差する斜行部と、前記斜行部の先端の先端部とを有し、
前記コイルエンド部は、略同一の軸方向高さで且つ円環状に略等ピッチで離間して配置され、他の導体セグメントの前記先端部を接合した複数の接合部を有し、
前記接合部は、多重円環状に配列されて絶縁樹脂により被覆されていると共に、径方向に対してのみ前記絶縁樹脂で連結され、周方向には前記絶縁樹脂間に空隙を有することを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記接合部を径方向に連結する前記絶縁樹脂は、周方向両側の側面及び軸方向先端側の面の少なくとも一方の面が径方向において凹凸状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記回転子は、軸方向厚みが前記固定子コアの軸方向厚みよりも厚くされており、前記回転子の軸方向端部が前記固定子巻線のコイルエンド部と径方向に対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転電機。
【請求項１】
回転子と、前記回転子と対向配置された固定子コア及び前記固定子コアに巻装された固定子巻線を有する固定子と、前記固定子巻線に液体冷媒を供給して冷却する冷却装置と、を備えた回転電機において、
前記固定子巻線は、前記固定子コアのスロットに収容されるスロット収容部と、前記スロットから軸方向に露出し周方向に延び出すコイルエンド部とを持つ複数の導体セグメントにより形成され、
前記導体セグメントは、ターン部と、前記コイルエンド部において他の導体セグメントと交差する斜行部と、前記斜行部の先端の先端部とを有し、
前記コイルエンド部は、略同一の軸方向高さで且つ円環状に略等ピッチで離間して配置され、他の導体セグメントの前記先端部を接合した複数の接合部を有し、
前記接合部は、多重円環状に配列されて絶縁樹脂により被覆されていると共に、径方向に対してのみ前記絶縁樹脂で連結され、周方向には前記絶縁樹脂間に空隙を有することを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記接合部を径方向に連結する前記絶縁樹脂は、周方向両側の側面及び軸方向先端側の面の少なくとも一方の面が径方向において凹凸状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記回転子は、軸方向厚みが前記固定子コアの軸方向厚みよりも厚くされており、前記回転子の軸方向端部が前記固定子巻線のコイルエンド部と径方向に対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転電機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−６２９６３（Ｐ２０１３−６２９６３Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２００２４３（Ｐ２０１１−２００２４３）
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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