JP7400361B2 - rotating electric machine - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
Description
本発明は、回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electric machine.
従来、例えば特許文献１に見られるように、周方向に極性が交互となる複数の磁極を有する磁石部を含む界磁子と、多相の電機子巻線を有する電機子とを備える回転電機が知られている。各相の電機子巻線は、軸方向に延びかつ周方向に並べて設けられる導線部を有している。
Conventionally, as seen in
電機子において、周方向における各導線部の間に導線間部材を設け、かつその導線間部材として、１磁極における導線間部材の周方向の幅寸法をＷｔ、導線間部材の飽和磁束密度をＢｓ、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法をＷｍ、磁石部の残留磁束密度をＢｒとした場合に、Ｗｔ×Ｂｓ≦Ｗｍ×Ｂｒの関係となる磁性材料、若しくは非磁性材料を用いる構成か、又は周方向における各導線部の間に導線間部材を設けていない構成となっている構造（以下、スロットレス構造）の回転電機がある。この回転電機においては、磁石部の磁石磁束を導くティースとして機能する部分が電機子に存在しない。このため、電機子巻線を構成する導線部に鎖交する磁石磁束量が減少し、回転電機のトルクが低下する懸念がある。 In the armature, an interconductor member is provided between each conductor portion in the circumferential direction, and as the interconductor member, the circumferential width dimension of the interconductor member at one magnetic pole is Wt, and the saturation magnetic flux density of the interconductor member is Bs. , where Wm is the width dimension in the circumferential direction of the magnet part in one magnetic pole, and Br is the residual magnetic flux density of the magnet part, is the structure using a magnetic material or a non-magnetic material that satisfies the relationship Wt×Bs≦Wm×Br? There is also a rotating electric machine having a structure (hereinafter referred to as a slotless structure) in which an inter-conductor member is not provided between each conductor portion in the circumferential direction. In this rotating electrical machine, the armature does not have a portion that functions as teeth that guide the magnetic flux of the magnet portion. For this reason, there is a concern that the amount of magnetic flux of the magnets interlinking with the conductive wire portions constituting the armature winding decreases, and the torque of the rotating electric machine decreases.
本発明は、高トルク化を図ることができる回転電機を提供することを主たる目的とする。 The main object of the present invention is to provide a rotating electrical machine that can achieve high torque.
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。 The multiple aspects disclosed in this specification employ different technical means to achieve their respective objectives. The objects, features, and advantages disclosed in this specification will become more apparent by reference to the subsequent detailed description and accompanying drawings.
手段１は、周方向に極性が交互となる複数の磁極を有する磁石部を含む界磁子と、
多相の電機子巻線を有する電機子と、を備え、前記界磁子及び前記電機子のうちいずれかが回転子とされている回転電機において、
各相の前記電機子巻線は、軸方向に延びかつ周方向に並べて設けられる導線部を有し、
前記電機子において、
周方向における前記各導線部の間に導線間部材を設け、かつその導線間部材として、１磁極における前記導線間部材の周方向の幅寸法をＷｔ、前記導線間部材の飽和磁束密度をＢｓ、１磁極における前記磁石部の周方向の幅寸法をＷｍ、前記磁石部の残留磁束密度をＢｒとした場合に、Ｗｔ×Ｂｓ≦Ｗｍ×Ｂｒの関係となる磁性材料、若しくは非磁性材料を用いる構成か、又は周方向における前記各導線部の間に導線間部材を設けていない構成となっており、
前記電機子巻線の相数と前記磁極の数との乗算値が４８とされており、
前記各導線部の断面形状が正方形状とされている。
An armature having a multiphase armature winding, and a rotating electric machine in which either the field element or the armature is a rotor,
The armature winding of each phase has a conductor portion extending in the axial direction and arranged in the circumferential direction,
In the armature,
An inter-conductor member is provided between each conductor portion in the circumferential direction, and as the inter-conductor member, the width dimension in the circumferential direction of the inter-conductor member at one magnetic pole is Wt, the saturation magnetic flux density of the inter-conductor member is Bs, A configuration using a magnetic material or a non-magnetic material satisfying the relationship Wt×Bs≦Wm×Br, where Wm is the width dimension in the circumferential direction of the magnet portion in one magnetic pole, and Br is the residual magnetic flux density of the magnet portion. Or, it has a configuration in which no inter-conductor member is provided between each of the conductor portions in the circumferential direction,
A multiplication value of the number of phases of the armature winding and the number of magnetic poles is 48,
Each of the conducting wire portions has a square cross-sectional shape.
磁石部の磁極の数が多くなると、磁石部の１磁極あたりの周方向の幅寸法が小さくなり、１磁極あたりの磁石磁路が短くなる傾向がある。このため、磁極の数が多くなりすぎると、導線部に鎖交する磁石磁束量が減少する懸念がある。 As the number of magnetic poles in the magnet section increases, the width dimension in the circumferential direction per one magnetic pole of the magnet section tends to become smaller, and the magnet magnetic path per one magnetic pole tends to become shorter. For this reason, if the number of magnetic poles becomes too large, there is a concern that the amount of magnetic flux of the magnet interlinking with the conducting wire portion will decrease.
この点、手段１では、電機子巻線の相数と磁石部の磁極の数との乗算値が４８とされている。これにより、ある相数が採用された場合において、磁極の数が多くなりすぎるのを防止し、導線部に鎖交する磁石磁束量の低下を抑制できる。その結果、回転電機の高トルク化を図ることができる。
In this respect, in
また、手段１では、各導線部の断面形状が正方形状とされている。これは、回転電機のさらなる高トルク化を図るための構成である。以下、この構成について説明する。
Moreover, in the
回転電機において、磁石部、磁石部と電機子との間のエアギャップ、及び電機子を含む磁気回路が形成される。 In a rotating electric machine, a magnetic circuit including a magnet part, an air gap between the magnet part and an armature, and an armature is formed.
ここで、導線部の径方向の厚さ寸法を大きくするほど、エアギャップが大きくなるため、磁気回路の磁気抵抗は大きくなる。このため、従来は、導線部の径方向の厚さ寸法を大きくするほど、導線部に鎖交する磁石磁束量が小さくなり、回転電機のトルクが低下すると考えられていた。しかし、本願発明者は、導線部の径方向の厚さ寸法を様々な値に変化させた場合において、その厚さ寸法となるときにおける導線部の断面積と、その厚さ寸法となるときにおける磁石部の動作点での磁石磁束量との乗算値が最大となる導線部の径方向の厚さ寸法が存在することを見出した。その乗算値は、回転電機のトルク定数に相当する値であるため、その乗算値が最大となる導線部の径方向の厚さ寸法を採用することにより、回転電機の高トルク化を図ることができる。 Here, as the radial thickness of the conducting wire portion increases, the air gap increases, and therefore the magnetic resistance of the magnetic circuit increases. For this reason, it has conventionally been thought that the larger the radial thickness of the conducting wire portion, the smaller the amount of magnet magnetic flux interlinking with the conducting wire portion, and the lower the torque of the rotating electric machine. However, when the radial thickness dimension of the conductive wire portion is changed to various values, the inventor of the present application has determined the cross-sectional area of the conductive wire portion when the thickness dimension is reached and the cross-sectional area when the thickness dimension is reached. It has been found that there is a thickness dimension in the radial direction of the conductive wire section at which the value multiplied by the amount of magnetic flux of the magnet at the operating point of the magnet section is maximum. Since the multiplied value corresponds to the torque constant of the rotating electrical machine, it is possible to increase the torque of the rotating electrical machine by adopting the radial thickness dimension of the conductor part that maximizes the multiplied value. can.
そして、本願発明者は、上記乗算値が最大値又は最大値付近となる導線部の径方向の厚さ寸法が、導線部の断面形状を正方形状とする厚さ寸法であることを計算及び実験により確認した。そこで、手段１では、各導線部の断面形状が正方形状とされている。以上説明した手段１によれば、回転電機の高トルク化を図ることができる。
Then, the inventor of the present application calculated and conducted experiments to find that the radial thickness dimension of the conductive wire portion at which the multiplication value becomes the maximum value or near the maximum value is the thickness dimension when the cross-sectional shape of the conductive wire portion is square. Confirmed by. Therefore, in
手段２では、手段１において、前記導線部は、径方向及び周方向それぞれに並べて設けられた複数の導線を有し、複数の前記導線の並列接続体で構成されており、
周方向に隣り合う同相の前記導線部それぞれにおいて、前記各導線の相対的な位置関係が維持されており、
周方向に隣り合う同相の前記導線部のうち、一方の導線部を構成する前記各導線の配置位置が、前記他方の導線部を構成する前記各導線の配置位置を軸方向から見て９０度回転させた場合の配置位置になっている。
In means 2, in
The relative positional relationship of each of the conductive wires is maintained in each of the conductor portions of the same phase that are adjacent to each other in the circumferential direction,
Among the conducting wire portions of the same phase that are adjacent to each other in the circumferential direction, the arrangement position of each of the conducting wires constituting one conducting wire portion is 90 degrees when viewed from the axial direction with respect to the arrangement position of each of the conducting wires constituting the other conducting wire portion. This is the placement position when rotated.
各相の導線部が、径方向及び周方向それぞれに並べて設けられた複数の導線を有し、複数の導線の並列接続体で構成されている回転電機がある。導線部が複数の導線の並列接続体で構成されているため、周方向に隣り合う同相の一対の導線部において閉ループ回路が形成されている。この場合、以下に説明する問題が生じ得る。 There is a rotating electric machine in which the conducting wire portion of each phase has a plurality of conducting wires arranged in the radial direction and the circumferential direction, respectively, and is constituted by a parallel connection body of the plurality of conducting wires. Since the conducting wire portion is constituted by a parallel connection of a plurality of conducting wires, a closed loop circuit is formed between a pair of circumferentially adjacent conducting wire portions having the same phase. In this case, problems described below may occur.
磁石部の磁石磁束が導線に鎖交すると、この鎖交磁束の時間変化率に応じた起電圧（誘起電圧）が導線に発生する。導線に鎖交する磁石磁束量は、導線の磁石部に対する周方向位置、及び導線の磁石部に対する径方向位置で異なる。磁石部に対する位置が異なると、周方向に隣り合う同相の一対の導線部において、各導線で発生する起電圧の差が大きくなる。その結果、上記閉ループ回路に流れる循環電流が増加するおそれがある。 When the magnetic flux of the magnet section interlinks with the conducting wire, an electromotive force (induced voltage) is generated in the conducting wire according to the time rate of change of this interlinking magnetic flux. The amount of magnet magnetic flux interlinking with the conducting wire varies depending on the circumferential position of the conducting wire with respect to the magnet portion and the radial direction position of the conducting wire with respect to the magnet portion. If the positions with respect to the magnet portion differ, the difference in electromotive force generated in each conducting wire becomes large in a pair of circumferentially adjacent conducting wire portions having the same phase. As a result, the circulating current flowing through the closed loop circuit may increase.
そこで、手段２では、周方向に隣り合う同相の導線部それぞれにおいて、各導線の相対的な位置関係が維持されている。また、周方向に隣り合う同相の導線部のうち、一方の導線部を構成する各導線の配置位置が、他方の導線部を構成する各導線の配置位置を軸方向から見て９０度回転させた場合の配置位置になっている。この構成によれば、磁石部に対する導線の周方向，径方向位置が異なることに起因した起電圧の差を低減させやすい構成を実現できる。これにより、上記閉ループ回路に流れる循環電流を低減させることができる。 Therefore, in means 2, the relative positional relationship of each conducting wire is maintained in each of the same-phase conducting wire portions that are adjacent to each other in the circumferential direction. Also, among the conductor parts of the same phase that are adjacent to each other in the circumferential direction, the arrangement position of each conductor constituting one conductor part is rotated by 90 degrees when viewed from the axial direction with respect to the arrangement position of each conductor constituting the other conductor part. This is the location where it would be placed. According to this configuration, it is possible to realize a configuration in which it is easy to reduce the difference in electromotive force caused by the difference in the circumferential and radial positions of the conducting wire with respect to the magnet portion. Thereby, the circulating current flowing through the closed loop circuit can be reduced.
また、手段２では、各導線部の断面形状が正方形状であるため、周方向に隣り合う同相の導線部のうち、一方の導線部の径方向の厚さ寸法と、他方の導線部の径方向の厚さ寸法とを等しくすることができる。これにより、周方向に隣り合う同相の導線部のうち、一方の導線部を構成する各導線の配置位置が、他方の導線部を構成する各導線の配置位置を軸方向から見て９０度回転させた場合の配置位置になる構成において、電機子と界磁子との間のエアギャップを周方向において均一化することができる。 In addition, in Means 2, since the cross-sectional shape of each conducting wire portion is square, the radial thickness dimension of one conducting wire portion and the diameter of the other conducting wire portion among the circumferentially adjacent conducting wire portions of the same phase. The thickness dimensions in the directions can be made equal. As a result, the arrangement position of each conductor forming one of the conductor parts of the same phase adjacent to each other in the circumferential direction is rotated by 90 degrees when viewed from the axial direction with respect to the arrangement position of each conductor forming the other conductor part. In the configuration in which the armature and the field element are arranged in the same position, the air gap between the armature and the field element can be made uniform in the circumferential direction.
手段２は、例えば手段３のように具体化することができる。手段３では、各相の前記電機子巻線は、複数の部分巻線からなり、
前記部分巻線は、軸方向に延びかつ周方向に所定間隔を離して設けられる一対の前記導線部と、軸方向一端側及び他端側に設けられ一対の前記導線部を環状に接続する渡り部と、を有し、一対の前記導線部及び前記各渡り部にて導線材が多重に巻回されて構成されており、
前記部分巻線における一対の前記導線部の間に、他相の前記部分巻線における一対の前記導線部のうち一方の導線部が配置されることで、各相の前記導線部が周方向に所定順序で並べられており、
前記導線材は、複数の前記導線の並列接続体で構成されており、
周方向に隣り合う同相の前記導線部それぞれにおいて、前記各導線材の相対的な位置関係及び前記各導線の相対的な位置関係が維持されている。
Means 2 can be embodied as
The partial winding includes a pair of conductive wire portions that extend in the axial direction and are provided at a predetermined interval in the circumferential direction, and a crossover that is provided at one end and the other end in the axial direction and connects the pair of conductive wire portions in an annular manner. and a conductive wire material is wound multiple times in the pair of said conductor parts and each said transition part,
One of the pair of conductor parts in the partial winding of the other phase is arranged between the pair of conductor parts in the partial winding, so that the conductor part of each phase is arranged in the circumferential direction. arranged in a predetermined order,
The conducting wire material is composed of a parallel connection body of a plurality of the conducting wires,
In each of the same-phase conductive wire portions that are adjacent to each other in the circumferential direction, the relative positional relationship between the conductive wire members and the relative positional relationship between the conductive wires are maintained.
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／又は関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。 A plurality of embodiments will be described with reference to the drawings. In embodiments, functionally and/or structurally corresponding and/or related parts may be provided with the same reference numerals or with reference numerals that differ by hundreds or more. Descriptions of other embodiments can be referred to for corresponding and/or related parts.
本実施形態における回転電機は、例えば車両動力源として用いられるものとなっている。ただし、回転電機は、産業用、車両用、家電用、ＯＡ機器用、遊技機用などとして広く用いられることが可能となっている。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一又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。 The rotating electrical machine in this embodiment is used, for example, as a vehicle power source. However, rotating electric machines can be widely used for industrial purposes, vehicles, home appliances, OA equipment, game machines, and the like. Note that in each of the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the explanations thereof will be referred to for the parts with the same reference numerals.
（第１実施形態）
本実施形態に係る回転電機１０は、同期式多相交流モータであり、アウタロータ構造（外転構造）のものとなっている。回転電機１０の概要を図１～図５に示す。図１は、回転電機１０の全体を示す斜視図であり、図２は、回転電機１０の平面図であり、図３は、回転電機１０の縦断面図（図２の３－３線断面図）であり、図４は、回転電機１０の横断面図（図３の４－４線断面図）であり、図５は、回転電機１０の構成要素を分解して示す分解断面図である。以下の記載では、回転電機１０において、回転軸１１が延びる方向を軸方向とし、回転軸１１の中心から放射状に延びる方向を径方向とし、回転軸１１を中心として円周状に延びる方向を周方向としている。
(First embodiment)
The rotating
回転電機１０は、大別して、回転子２０、固定子ユニット５０及びバスバーモジュール２００を有する回転電機本体と、その回転電機本体を囲むように設けられるハウジング２４１及びハウジングカバー２４２とを備えている。これら各部材はいずれも、回転子２０に一体に設けられた回転軸１１に対して同軸に配置されており、所定順序で軸方向に組み付けられることで回転電機１０が構成されている。回転軸１１は、固定子ユニット５０及びハウジング２４１にそれぞれ設けられた一対の軸受１２，１３に支持され、その状態で回転可能となっている。なお、軸受１２，１３は、例えば内輪と外輪とそれらの間に配置された複数の玉とを有するラジアル玉軸受である。回転軸１１の回転により、例えば車両の車軸が回転する。回転電機１０は、ハウジング２４１が車体フレーム等に固定されることにより車両に搭載可能となっている。
The rotating
回転電機１０において、固定子ユニット５０は回転軸１１を囲むように設けられ、その固定子ユニット５０の径方向外側に回転子２０が配置されている。固定子ユニット５０は、固定子６０と、その径方向内側に組み付けられた固定子ホルダ７０とを有している。回転子２０と固定子６０とはエアギャップを挟んで径方向に対向配置されており、回転子２０が回転軸１１と共に一体回転することにより、固定子６０の径方向外側にて回転子２０が回転する。回転子２０が「界磁子」に相当し、固定子６０が「電機子」に相当する。
In the rotating
図６は、回転子２０の縦断面図である。図６に示すように、回転子２０は、略円筒状の回転子キャリア２１と、その回転子キャリア２１に固定された環状の磁石ユニット２２とを有している。回転子キャリア２１は、円筒状をなす円筒部２３と、その円筒部２３の軸方向一端に設けられた端板部２４とを有しており、それらが一体化されることで構成されている。回転子キャリア２１は、磁石保持部材として機能し、円筒部２３の径方向内側に環状に磁石ユニット２２が固定されている。端板部２４には貫通孔２４ａが形成されており、その貫通孔２４ａに挿通された状態で、ボルト等の締結具２５により端板部２４に回転軸１１が固定されている。回転軸１１は、軸方向に交差（直交）する向きに延びるフランジ１１ａを有しており、そのフランジ１１ａと端板部２４とが面接合されている状態で、回転軸１１に回転子キャリア２１が固定されている。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the
磁石ユニット２２は、円筒状の磁石ホルダ３１と、その磁石ホルダ３１の内周面に固定された複数の磁石３２と、軸方向両側のうち回転子キャリア２１の端板部２４とは逆側に固定されたエンドプレート３３とを有している。磁石ホルダ３１は、軸方向において磁石３２と同じ長さ寸法を有している。磁石３２は、磁石ホルダ３１に径方向外側から包囲された状態で設けられている。磁石ホルダ３１及び磁石３２は、軸方向一方側の端部においてエンドプレート３３に当接した状態で固定されている。磁石ユニット２２が「磁石部」に相当する。
The
図７は、磁石ユニット２２の断面構造を示す部分横断面図である。図７には、磁石３２の磁化容易軸の向きを矢印にて示している。
FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing the cross-sectional structure of the
磁石ユニット２２において、磁石３２は、回転子２０の周方向に沿って極性が交互に変わるように並べて設けられている。これにより、磁石ユニット２２は、周方向に複数の磁極を有する。磁石３２は、極異方性の永久磁石であり、固有保磁力が４００［ｋＡ／ｍ］以上であり、かつ残留磁束密度Ｂｒが１．０［Ｔ］以上である焼結ネオジム磁石を用いて構成されている。
In the
磁石３２において径方向内側の周面が、磁束の授受が行われる磁束作用面３４である。磁石３２では、ｄ軸側（ｄ軸寄りの部分）とｑ軸側（ｑ軸寄りの部分）とで磁化容易軸の向きが相違しており、ｄ軸側では磁化容易軸の向きがｄ軸に平行する向きとなり、ｑ軸側では磁化容易軸の向きがｑ軸に直交する向きとなっている。この場合、磁化容易軸の向きに沿って円弧状の磁石磁路が形成されている。要するに、磁石３２は、磁極中心であるｄ軸の側において、磁極境界であるｑ軸の側に比べて磁化容易軸の向きがｄ軸に平行となるように配向がなされて構成されている。
The radially inner circumferential surface of the
磁石３２において、磁石磁路が円弧状に形成されていることにより、磁石３２の径方向の厚さ寸法よりも磁石磁路長が長くなっている。これにより、磁石３２のパーミアンスが上昇し、同じ磁石量でありながら、磁石量の多い磁石と同等の能力を発揮させることが可能となっている。
In the
磁石３２は、周方向に隣り合う２つを１組として１磁極を構成するものとなっている。つまり、磁石ユニット２２において周方向に並ぶ複数の磁石３２は、ｄ軸及びｑ軸にそれぞれ割面を有するものとなっており、それら各磁石３２が互いに当接又は近接した状態で配置されている。磁石３２は、上記のとおり円弧状の磁石磁路を有しており、ｑ軸では周方向に隣り合う磁石３２どうしでＮ極とＳ極とが向かい合うこととなる。そのため、ｑ軸近傍でのパーミアンスの向上を図ることができる。また、ｑ軸を挟んで両側の磁石３２は互いに吸引し合うため、これら各磁石３２は互いの接触状態を保持できる。そのため、やはりパーミアンスの向上に寄与するものとなっている。
The
磁石ユニット２２では、各磁石３２により、隣接するＮ，Ｓ極間を円弧状に磁束が流れるため、例えばラジアル異方性磁石に比べて磁石磁路が長くなっている。このため、図８に示すように、磁束密度分布が正弦波に近いものとなる。その結果、図９に比較例として示すラジアル異方性磁石の磁束密度分布とは異なり、磁極の中心側に磁束を集中させることができ、回転電機１０のトルクを高めることが可能となっている。また、本実施形態の磁石ユニット２２では、従来のハルバッハ配列の磁石と比べても、磁束密度分布の差異があることが確認できる。なお、図８及び図９において、横軸は電気角を示し、縦軸は磁束密度を示す。また、図８及び図９において、横軸の９０°はｄ軸（すなわち磁極中心）を示し、横軸の０°，１８０°はｑ軸を示す。
In the
つまり、上記構成の各磁石３２によれば、磁石ユニット２２においてｄ軸での磁石磁束が強化され、かつｑ軸付近での磁束変化が抑えられる。これにより、各磁極においてｑ軸からｄ軸にかけての表面磁束変化がなだらかになる磁石ユニット２２を好適に実現することができる。
That is, according to each of the
磁束密度分布の正弦波整合率は、例えば４０％以上の値とされていればよい。このようにすれば、正弦波整合率が３０％程度であるラジアル配向磁石、パラレル配向磁石を用いる場合に比べ、確実に波形中央部分の磁束量を向上させることができる。また、正弦波整合率を６０％以上とすれば、ハルバッハ配列のような磁束集中配列と比べ、確実に波形中央部分の磁束量を向上させることができる。 The sinusoidal matching rate of the magnetic flux density distribution may be set to a value of 40% or more, for example. In this way, the amount of magnetic flux in the central portion of the waveform can be reliably improved compared to the case of using radially oriented magnets or parallel oriented magnets with a sinusoidal matching rate of about 30%. Moreover, if the sine wave matching rate is set to 60% or more, the amount of magnetic flux in the central portion of the waveform can be reliably improved compared to a magnetic flux concentration array such as a Halbach array.
図９に示すラジアル異方性磁石では、ｑ軸付近において磁束密度が急峻に変化する。磁束密度の変化が急峻なほど、後述する固定子６０の固定子巻線６１において渦電流が増加してしまう。また、固定子巻線６１側での磁束変化も急峻となる。これに対し、本実施形態では、磁束密度分布が正弦波に近い磁束波形となる。このため、ｑ軸付近において、磁束密度の変化が、ラジアル異方性磁石の磁束密度の変化よりも小さい。これにより、渦電流の発生を抑制することができる。
In the radially anisotropic magnet shown in FIG. 9, the magnetic flux density changes sharply near the q-axis. The steeper the change in magnetic flux density, the more eddy currents will increase in
磁石３２には、径方向外側の外周面に、ｄ軸を含む所定範囲で凹部３５が形成されているとともに、径方向内側の内周面に、ｑ軸を含む所定範囲で凹部３６が形成されている。この場合、磁石３２の磁化容易軸の向きによれば、磁石３２の外周面においてｄ軸付近で磁石磁路が短くなるとともに、磁石３２の内周面においてｑ軸付近で磁石磁路が短くなる。そこで、磁石３２において磁石磁路長が短い場所で十分な磁石磁束を生じさせることが困難になることを考慮して、その磁石磁束の弱い場所で磁石が削除されている。
The
なお、磁石ユニット２２において、磁極と同じ数の磁石３２を用いる構成としてもよい。例えば、磁石３２が、周方向に隣り合う２磁極において各磁極の中心であるｄ軸間を１磁石として設けられるとよい。この場合、磁石３２は、周方向の中心がｑ軸となり、かつｄ軸に割面を有する構成となっている。また、磁石３２が、周方向の中心をｑ軸とする構成でなく、周方向の中心をｄ軸とする構成であってもよい。磁石３２として、磁極数の２倍の数の磁石、又は磁極数と同じ数の磁石を用いる構成に代えて、円環状に繋がった円環磁石を用いる構成であってもよい。
In addition, in the
図３に示すように、回転軸１１の軸方向両側のうち回転子キャリア２１との結合部の逆側の端部（図の上側の端部）には、回転センサとしてのレゾルバ４１が設けられている。レゾルバ４１は、回転軸１１に固定されるレゾルバロータと、そのレゾルバロータの径方向外側に対向配置されたレゾルバステータとを備えている。レゾルバロータは、円板リング状をなしており、回転軸１１を挿通させた状態で、回転軸１１に同軸に設けられている。レゾルバステータは、ステータコアとステータコイルとを有し、ハウジングカバー２４２に固定されている。
As shown in FIG. 3, a
次に、固定子ユニット５０の構成を説明する。図１０は、固定子ユニット５０の斜視図であり、図１１は、固定子ユニット５０の縦断面図である。なお、図１１は、図３と同じ位置での縦断面図である。
Next, the configuration of the
固定子ユニット５０は、その概要として、固定子６０とその径方向内側の固定子ホルダ７０とを有している。また、固定子６０は、固定子巻線６１と固定子コア６２とを有している。そして、固定子コア６２と固定子ホルダ７０とを一体化してコアアセンブリＣＡとして設け、そのコアアセンブリＣＡに対して、固定子巻線６１を構成する複数の部分巻線１５１を組み付ける構成としている。なお、固定子巻線６１が「電機子巻線」に相当し、固定子コア６２が「電機子コア」に相当し、固定子ホルダ７０が「電機子保持部材」に相当する。また、コアアセンブリＣＡが「支持部材」に相当する。
The
ここではまず、コアアセンブリＣＡについて説明する。図１２は、コアアセンブリＣＡを軸方向一方側から見た斜視図であり、図１３は、コアアセンブリＣＡを軸方向他方側から見た斜視図であり、図１４は、コアアセンブリＣＡの横断面図であり、図１５は、コアアセンブリＣＡの分解断面図である。 First, the core assembly CA will be described. 12 is a perspective view of core assembly CA seen from one side in the axial direction, FIG. 13 is a perspective view of core assembly CA seen from the other side in the axial direction, and FIG. 14 is a cross-sectional view of core assembly CA. FIG. 15 is an exploded cross-sectional view of core assembly CA.
コアアセンブリＣＡは、上述したとおり固定子コア６２と、その径方向内側に組み付けられた固定子ホルダ７０とを有している。言うなれば、固定子ホルダ７０の外周面に固定子コア６２が一体に組み付けられて構成されている。
As described above, the core assembly CA includes the
固定子コア６２は、磁性体である電磁鋼板からなるコアシート６２ａ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おり、径方向に所定の厚さを有する円筒状をなしている。固定子コア６２において回転子２０側となる径方向外側には固定子巻線６１が組み付けられている。固定子コア６２の外周面は凹凸のない曲面状をなしている。固定子コア６２はバックヨークとして機能する。固定子コア６２は、例えば円環板状に打ち抜き形成された複数枚のコアシート６２ａが軸方向に積層されて構成されている。ただし、固定子コア６２としてヘリカルコア構造を有するものを用いてもよい。ヘリカルコア構造の固定子コア６２では、帯状のコアシートが用いられ、このコアシートが環状に巻回形成されるとともに軸方向に積層されることで、全体として円筒状の固定子コア６２が構成されている。
The
本実施形態において、固定子６０は、スロットを形成するためのティースを有していないスロットレス構造を有するものであるが、その構成は以下の（Ａ）～（Ｃ）のいずれかを用いたものであってもよい。
（Ａ）固定子６０において、周方向における各導線部（後述する中間導線部１５２）の間に導線間部材を設け、かつその導線間部材として、１磁極における導線間部材の周方向の幅寸法をＷｔ、導線間部材の飽和磁束密度をＢｓ、１磁極における磁石３２の周方向の幅寸法をＷｍ、磁石３２の残留磁束密度をＢｒとした場合に、Ｗｔ×Ｂｓ≦Ｗｍ×Ｂｒの関係となる磁性材料を用いている。
（Ｂ）固定子６０において、周方向における各導線部（中間導線部１５２）の間に導線間部材を設け、かつその導線間部材として、非磁性材料を用いている。
（Ｃ）固定子６０において、周方向における各導線部（中間導線部１５２）の間に導線間部材を設けていない構成となっている。
In this embodiment, the
(A) In the
(B) In the
(C) The
また、図１５に示すように、固定子ホルダ７０は、外筒部材７１と内筒部材８１とを有し、外筒部材７１を径方向外側、内筒部材８１を径方向内側にしてそれらが一体に組み付けられることにより構成されている。これら各部材７１，８１は、例えばアルミニウムや鋳鉄等の金属、又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）により構成されている。
Further, as shown in FIG. 15, the
外筒部材７１は、外周面及び内周面をいずれも真円状の曲面とする円筒部材であり、軸方向一端側には、径方向内側に延びる環状のフランジ７２が形成されている。このフランジ７２には、周方向に所定間隔で、径方向内側に延びる複数の突出部７３が形成されている（図１３参照）。また、外筒部材７１において軸方向一端側及び他端側には、それぞれ内筒部材８１に軸方向に対向する対向面７４，７５が形成されており、その対向面７４，７５には、環状に延びる環状溝７４ａ，７５ａが形成されている。
The outer
また、内筒部材８１は、外筒部材７１の内径寸法よりも小さい外径寸法を有する円筒部材であり、その外周面は、外筒部材７１と同心の真円状の曲面となっている。内筒部材８１において軸方向一端側には、径方向外側に延びる環状のフランジ８２が形成されている。内筒部材８１は、外筒部材７１の対向面７４，７５に軸方向に当接した状態で、外筒部材７１に組み付けられるようになっている。図１３に示すように、外筒部材７１及び内筒部材８１は、ボルト等の締結具８４により互いに組み付けられている。具体的には、内筒部材８１の内周側には、周方向に所定間隔で、径方向内側に延びる複数の突出部８３が形成されており、その突出部８３の軸方向端面と外筒部材７１の突出部７３とが重ね合わされた状態で、その突出部７３，８３どうしが締結具８４により締結されている。
Further, the
図１４に示すように、外筒部材７１と内筒部材８１とが互いに組み付けられた状態において、外筒部材７１の内周面と内筒部材８１の外周面との間には環状の隙間が形成されており、その隙間空間が、冷却水等の冷媒を流通させる冷媒通路８５となっている。冷媒通路８５は、固定子ホルダ７０の周方向に環状に設けられている。より詳しくは、内筒部材８１には、その内周側において径方向内側に突出し、かつその内部に入口側通路８６と出口側通路８７とが形成された通路形成部８８が設けられており、それら各通路８６，８７は内筒部材８１の外周面に開口している。また、内筒部材８１の外周面には、冷媒通路８５を入口側と出口側とに仕切るための仕切り部８９が設けられている。これにより、入口側通路８６から流入する冷媒は、冷媒通路８５を周方向に流れ、その後、出口側通路８７から流出する。
As shown in FIG. 14, when the
入口側通路８６及び出口側通路８７は、その一端側が径方向に延びて内筒部材８１の外周面に開口するとともに、他端側が軸方向に延びて内筒部材８１の軸方向端面に開口するようになっている。図１２には、入口側通路８６に通じる入口開口８６ａと、出口側通路８７に通じる出口開口８７ａとが示されている。なお、入口側通路８６及び出口側通路８７は、ハウジングカバー２４２に取り付けられた入口ポート２４４及び出口ポート２４５（図１参照）に通じており、それら各ポート２４４，２４５を介して冷媒が出入りするようになっている。
One end side of the
外筒部材７１と内筒部材８１との接合部分には、冷媒通路８５の冷媒の漏れを抑制するためのシール材１０１，１０２が設けられている（図１５参照）。具体的には、シール材１０１，１０２は例えばＯリングであり、外筒部材７１の環状溝７４ａ，７５ａに収容され、かつ外筒部材７１及び内筒部材８１により圧縮された状態で設けられている。
また、図１２に示すように、内筒部材８１は、軸方向一端側に端板部９１を有しており、その端板部９１には、軸方向に延びる中空筒状のボス部９２が設けられている。ボス部９２は、回転軸１１を挿通させるための挿通孔９３を囲むように設けられている。ボス部９２には、ハウジングカバー２４２を固定するための複数の締結部９４が設けられている。また、端板部９１には、ボス部９２の径方向外側に、軸方向に延びる複数の支柱部９５が設けられている。この支柱部９５は、バスバーモジュール２００を固定するための固定部となる部位であるが、その詳細は後述する。また、ボス部９２は、軸受１２を保持する軸受保持部材となっており、その内周部に設けられた軸受固定部９６に軸受１２が固定されている（図３参照）。
Further, as shown in FIG. 12, the
また、図１２，図１３に示すように、外筒部材７１及び内筒部材８１には、後述する複数のコイルモジュール１５０を固定するために用いる凹部１０５，１０６が形成されている。
Further, as shown in FIGS. 12 and 13, the
具体的には、図１２に示すように、内筒部材８１の軸方向端面、詳しくは端板部９１においてボス部９２の周囲となる軸方向外側端面には、周方向に等間隔で複数の凹部１０５が形成されている。また、図１３に示すように、外筒部材７１の軸方向端面、詳しくはフランジ７２の軸方向外側の端面には、周方向に等間隔で複数の凹部１０６が形成されている。これら凹部１０５，１０６は、コアアセンブリＣＡと同心の仮想円上に並ぶように設けられている。凹部１０５，１０６は、周方向において同一となる位置にそれぞれ設けられ、その間隔及び個数も同じである。
Specifically, as shown in FIG. 12, on the axial end surface of the
ところで、固定子コア６２は、固定子ホルダ７０に対する組み付けの強度を確保すべく、固定子ホルダ７０に対する径方向の圧縮力を生じる状態で組み付けられている。具体的には、焼きばめ又は圧入により、固定子ホルダ７０に対して所定の締め代で固定子コア６２が嵌合固定されている。この場合、固定子コア６２及び固定子ホルダ７０は、そのうち一方による他方への径方向の応力が生じる状態で組み付けられていると言える。また、回転電機１０を高トルク化する場合には、例えば固定子６０を大径化することが考えられ、かかる場合には固定子ホルダ７０に対する固定子コア６２の結合を強固にすべく固定子コア６２の締め付け力が増大される。しかしながら、固定子コア６２の圧縮応力（換言すれば残留応力）を大きくすると、固定子コア６２の破損が生じることが懸念される。
By the way, the
そこで本実施形態では、固定子コア６２及び固定子ホルダ７０が互いに所定の締め代で嵌合固定されている構成において、固定子コア６２及び固定子ホルダ７０における径方向の互いの対向部分に、周方向の係合により固定子コア６２の周方向の変位を規制する規制部を設ける構成としている。つまり、図１２～図１４に示すように、径方向において固定子コア６２と固定子ホルダ７０の外筒部材７１との間には、周方向に所定間隔で、規制部としての複数の係合部材１１１が設けられており、その係合部材１１１により、固定子コア６２と固定子ホルダ７０との周方向の位置ずれが抑制されている。なおこの場合、固定子コア６２及び外筒部材７１の少なくともいずれかに凹部を設け、その凹部において係合部材１１１を係合させる構成とするとよい。７８２が形成されている。係合部材１１１に代えて、固定子コア６２及び外筒部材７１のいずれかに凸部を設ける構成としてもよい。
Therefore, in the present embodiment, in a configuration in which the
上記構成では、固定子コア６２及び固定子ホルダ７０（外筒部材７１）は、所定の締め代で嵌合固定されることに加え、係合部材１１１の規制により相互の周方向変位が規制された状態で設けられている。したがって、仮に固定子コア６２及び固定子ホルダ７０における締め代が比較的小さくても、固定子コア６２の周方向の変位を抑制できる。また、締め代が比較的小さくても所望の変位抑制効果が得られるため、締め代が過剰に大きいことに起因する固定子コア６２の破損を抑制できる。その結果、固定子コア６２の変位を適正に抑制することができる。
In the above configuration, the
内筒部材８１の内周側には、回転軸１１を囲むようにして環状の内部空間が形成されており、その内部空間に、例えば電力変換器としてのインバータを構成する電気部品が配置される構成としてもよい。電気部品は、例えば半導体スイッチング素子やコンデンサをパッケージ化した電気モジュールである。内筒部材８１の内周面に当接した状態で電気モジュールを配置することにより、冷媒通路８５を流れる冷媒による電気モジュールの冷却が可能となっている。なお、内筒部材８１の内周側において、複数の突出部８３を無くし、又は突出部８３の突出高さを小さくし、これにより内筒部材８１の内周側の内部空間を拡張することも可能である。
An annular internal space is formed on the inner peripheral side of the inner
次に、コアアセンブリＣＡに対して組み付けられる固定子巻線６１の構成を詳しく説明する。コアアセンブリＣＡに対して固定子巻線６１が組み付けられた状態は、図１０，図１１に示すとおりであり、コアアセンブリＣＡの径方向外側、すなわち固定子コア６２の径方向外側に、固定子巻線６１を構成する複数の部分巻線１５１が周方向に並ぶ状態で組み付けられている。
Next, the configuration of the stator winding 61 assembled to the core assembly CA will be described in detail. The state in which the stator winding 61 is assembled to the core assembly CA is as shown in FIGS. 10 and 11. A plurality of
固定子巻線６１は、複数の相巻線を有し、各相の相巻線が周方向に所定順序で配置されることで円筒状（環状）に形成されている。本実施形態では、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の相巻線を用いることで、固定子巻線６１が３相の相巻線を有する構成となっている。 The stator winding 61 has a plurality of phase windings, and is formed into a cylindrical (annular) shape by arranging the phase windings of each phase in a predetermined order in the circumferential direction. In this embodiment, the stator winding 61 is configured to have three phase windings by using U-phase, V-phase, and W-phase phase windings.
図１１に示すように、固定子６０は、軸方向において、回転子２０における磁石ユニット２２に径方向に対向するコイルサイドＣＳに相当する部分と、そのコイルサイドＣＳの軸方向外側であるコイルエンドＣＥに相当する部分とを有している。この場合、固定子コア６２は、軸方向においてコイルサイドＣＳに相当する範囲で設けられている。
As shown in FIG. 11, the
固定子巻線６１において各相の相巻線は各々複数の部分巻線１５１を有しており（図１６参照）、その部分巻線１５１は個別にコイルモジュール１５０として設けられている。つまり、コイルモジュール１５０は、各相の相巻線における部分巻線１５１が一体に設けられて構成されており、極数に応じた所定数のコイルモジュール１５０により固定子巻線６１が構成されている。各相のコイルモジュール１５０（部分巻線１５１）が周方向に所定順序で並べて配置されることで、固定子巻線６１のコイルサイドＣＳにおいて各相の導線部が所定順序に並べて配置されるものとなっている。図１０には、コイルサイドＣＳにおけるＵ相、Ｖ相及びＷ相の導線部の並び順が示されている。本実施形態では、磁極数を２４としているが、その数は任意である。
In the stator winding 61, each phase winding has a plurality of partial windings 151 (see FIG. 16), and the
固定子巻線６１では、相ごとに各コイルモジュール１５０の部分巻線１５１が並列又は直列に接続されることにより、各相の相巻線が構成されている。図１６は、３相の各相巻線における部分巻線１５１の接続状態を示す回路図である。図１６では、各相の相巻線における部分巻線１５１がそれぞれ並列に接続された状態が示されている。
In the stator winding 61, the
図１１に示すように、コイルモジュール１５０は固定子コア６２の径方向外側に組み付けられている。この場合、コイルモジュール１５０は、その軸方向両端部分が固定子コア６２よりも軸方向外側（すなわちコイルエンドＣＥ側）に突出した状態で組み付けられている。つまり、固定子巻線６１は、固定子コア６２よりも軸方向外側に突出したコイルエンドＣＥに相当する部分と、それよりも軸方向内側のコイルサイドＣＳに相当する部分とを有している。
As shown in FIG. 11, the
コイルモジュール１５０は、２種類の形状を有するものとなっており、その一方は、コイルエンドＣＥにおいて部分巻線１５１が径方向内側、すなわち固定子コア６２側に折り曲げられた形状を有するものであり、他方は、コイルエンドＣＥにおいて部分巻線１５１が径方向内側に折り曲げられておらず、軸方向に直線状に延びる形状を有するものである。以下の説明では、便宜を図るべく、軸方向両端側に屈曲形状を有する部分巻線１５１を「第１部分巻線１５１Ａ」、その第１部分巻線１５１Ａを有するコイルモジュール１５０を「第１コイルモジュール１５０Ａ」とも称する。また、軸方向両端側の屈曲形状を有していない部分巻線１５１を「第２部分巻線１５１Ｂ」、その第２部分巻線１５１Ｂを有するコイルモジュール１５０を「第２コイルモジュール１５０Ｂ」とも称する。
The
図１７は、第１コイルモジュール１５０Ａと第２コイルモジュール１５０Ｂとを横に並べて対比して示す側面図であり、図１８は、第１部分巻線１５１Ａと第２部分巻線１５１Ｂとを横に並べて対比して示す側面図である。これら各図に示すように、各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂ、各部分巻線１５１Ａ，１５１Ｂは、軸方向長さが互いに異なり、かつ軸方向両側の端部形状が互いに異なるものとなっている。第１部分巻線１５１Ａは、側面視において略Ｃ字状をなし、第２部分巻線１５１Ｂは、側面視において略Ｉ字状をなしている。第１部分巻線１５１Ａには、軸方向両側に「第１絶縁カバー」としての絶縁カバー１６１，１６２が装着され、第２部分巻線１５１Ｂには、軸方向両側に「第２絶縁カバー」としての絶縁カバー１６３，１６４が装着されている。
FIG. 17 is a side view showing the
次に、コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂの構成を詳しく説明する。
Next, the configuration of the
ここではまず、コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂのうち第１コイルモジュール１５０Ａについて説明する。図１９（ａ）は、第１コイルモジュール１５０Ａの構成を示す斜視図であり、図１９（ｂ）は、第１コイルモジュール１５０Ａにおいて構成部品を分解して示す斜視図である。また、図２０は、図１９（ａ）における２０－２０線断面図である。
First, the
図１９（ａ），（ｂ）に示すように、第１コイルモジュール１５０Ａは、導線材ＣＲを多重巻にして構成された第１部分巻線１５１Ａと、その第１部分巻線１５１Ａにおいて軸方向一端側及び他端側に取り付けられた絶縁カバー１６１，１６２とを有している。絶縁カバー１６１，１６２は合成樹脂等の絶縁材料により成形されている。
As shown in FIGS. 19(a) and 19(b), the
第１部分巻線１５１Ａは、互いに平行でかつ直線状に設けられる一対の中間導線部１５２と、一対の中間導線部１５２を軸方向両端でそれぞれ接続する一対の渡り部１５３Ａとを有しており、これら一対の中間導線部１５２と一対の渡り部１５３Ａとにより環状に形成されている。一対の中間導線部１５２は、所定のコイルピッチ分を離して設けられており、周方向において一対の中間導線部１５２の間に、他相の部分巻線１５１の中間導線部１５２が配置可能となっている。本実施形態では、一対の中間導線部１５２は２コイルピッチ分を離して設けられ、一対の中間導線部１５２の間に、他２相の部分巻線１５１における中間導線部１５２が１つずつ配置される構成となっている。
The first partial winding 151A includes a pair of intermediate
一対の渡り部１５３Ａは、軸方向両側でそれぞれ同じ形状となっており、いずれもコイルエンドＣＥ（図１１参照）に相当する部分として設けられている。各渡り部１５３Ａは、中間導線部１５２に対して直交する向き、すなわち軸方向に直交する方向に折り曲がるようにして設けられている。
The pair of
図１８に示すように、第１部分巻線１５１Ａは、軸方向両側に渡り部１５３Ａを有し、第２部分巻線１５１Ｂは、軸方向両側に渡り部１５３Ｂを有している。これら各部分巻線１５１Ａ，１５１Ｂの渡り部１５３Ａ，１５３Ｂはその形状が互いに異なっており、その区別を明確にすべく、第１部分巻線１５１Ａの渡り部１５３Ａを「第１渡り部１５３Ａ」、第２部分巻線１５１Ｂの渡り部１５３Ｂを「第２渡り部１５３Ｂ」とも記載する。
As shown in FIG. 18, the first partial winding 151A has
各部分巻線１５１Ａ，１５１Ｂにおいて、中間導線部１５２は、コイルサイドＣＳにおいて周方向に１つずつ並ぶコイルサイド導線部として設けられている。また、各渡り部１５３Ａ，１５３Ｂは、コイルエンドＣＥにおいて、周方向に異なる２位置の同相の中間導線部１５２どうしを接続するコイルエンド導線部として設けられている。
In each of the
図２０に示すように、第１部分巻線１５１Ａは、導線集合部分の横断面が四角形になるように導線材ＣＲが多重に巻回されて形成されている。図２０は、中間導線部１５２の横断面を示しており、その中間導線部１５２において周方向及び径方向に並ぶように導線材ＣＲが多重に巻回されている。つまり、第１部分巻線１５１Ａは、中間導線部１５２において導線材ＣＲが周方向に複数列で並べられ、かつ径方向に複数列で並べられることで、横断面が略矩形状となるように形成されている。なお、第１渡り部１５３Ａの先端部では、径方向への折れ曲がりにより、導線材ＣＲが軸方向及び径方向に並ぶように多重に巻回される構成となっている。本実施形態では、導線材ＣＲを同心巻により巻回することで第１部分巻線１５１Ａが構成されている。ただし、導線材ＣＲの巻き方は任意であり、同心巻に代えて、アルファ巻により導線材ＣＲが多重に巻回されていてもよい。
As shown in FIG. 20, the first partial winding 151A is formed by winding the conducting wire CR in multiple layers so that the cross section of the conducting wire gathering portion is square. FIG. 20 shows a cross section of the intermediate
第１部分巻線１５１Ａでは、軸方向両側の第１渡り部１５３Ａのうち、一方の第１渡り部１５３Ａ（図１９（ｂ）の上側の第１渡り部１５３Ａ）から導線材ＣＲの端部が引き出されており、その端部が巻線端部１５４，１５５となっている。巻線端部１５４，１５５は、それぞれ導線材ＣＲの巻き始め及び巻き終わりとなる部分である。巻線端部１５４，１５５のうち一方が電流入出力端子に接続され、他方が中性点に接続されるようになっている。
In the first partial winding 151A, the end of the conductive wire CR is connected from one of the
第１部分巻線１５１Ａにおいて各中間導線部１５２には、シート状の絶縁被覆体１５７が被せられた状態で設けられている。なお、図１９（ａ）には、第１コイルモジュール１５０Ａが、中間導線部１５２に絶縁被覆体１５７が被せられ、かつ絶縁被覆体１５７の内側に中間導線部１５２が存在する状態で示されているが、便宜上、その該当部分を中間導線部１５２としている（後述する図２２（ｂ）も同様）。
In the first partial winding 151A, each
絶縁被覆体１５７は、軸方向寸法として少なくとも中間導線部１５２における軸方向の絶縁被覆範囲の長さを有するフィルム材ＦＭを用い、そのフィルム材ＦＭを中間導線部１５２の周囲に巻装することで設けられている。フィルム材ＦＭは、例えばＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルムよりなる。より具体的には、フィルム材ＦＭは、フィルム基材と、そのフィルム基材の両面のうち片面に設けられ、発泡性を有する接着層とを含む。そして、フィルム材ＦＭは、接着層により接着させた状態で、中間導線部１５２に対して巻装されている。なお、接着層として非発泡性の接着剤を用いることも可能である。
The insulation covering 157 is formed by using a film material FM having an axial dimension having at least the length of the insulation covering range in the axial direction in the
図２０に示すように、中間導線部１５２は、導線材ＣＲが周方向及び径方向に並ぶことで横断面が略矩形状をなしており、中間導線部１５２の周囲には、フィルム材ＦＭがその周方向の端部をオーバーラップさせた状態で被せられていることで、絶縁被覆体１５７が設けられている。フィルム材ＦＭは、縦寸法が中間導線部１５２の軸方向長さよりも長く、かつ横寸法が中間導線部１５２の１周長さよりも長い矩形シートであり、中間導線部１５２の断面形状に合わせて折り目を付けた状態で中間導線部１５２に巻装されている。中間導線部１５２にフィルム材ＦＭが巻装された状態では、中間導線部１５２の導線材ＣＲとフィルム基材との間の隙間が接着層での発泡により埋められるようになっている。また、フィルム材ＦＭのオーバーラップ部分ＯＬでは、フィルム材ＦＭの周方向の端部どうしが接着層により接合されている。
As shown in FIG. 20, the intermediate
中間導線部１５２では、２つの周方向側面及び２つの径方向側面においてそれらの全てを覆うようにして絶縁被覆体１５７が設けられている。この場合、中間導線部１５２を囲う絶縁被覆体１５７には、他相の部分巻線１５１における中間導線部１５２との対向部分、すなわち中間導線部１５２の２つの周方向側面のうち一方に、フィルム材ＦＭがオーバーラップするオーバーラップ部分ＯＬが設けられている。本実施形態では、一対の中間導線部１５２において、周方向の同じ側にオーバーラップ部分ＯＬがそれぞれ設けられている。
In the
第１部分巻線１５１Ａでは、中間導線部１５２から、軸方向両側の第１渡り部１５３Ａにおいて絶縁カバー１６１，１６２により覆われた部分（すなわち絶縁カバー１６１，１６２の内側となる部分）までの範囲で、絶縁被覆体１５７が設けられている。図１７で言えば、第１コイルモジュール１５０ＡにおいてＡＸ１の範囲が絶縁カバー１６１，１６２により覆われていない部分であり、その範囲ＡＸ１よりも上下に拡張した範囲で絶縁被覆体１５７が設けられている。
In the first partial winding 151A, the range from the
次に、絶縁カバー１６１，１６２の構成を説明する。
Next, the configuration of the insulating
絶縁カバー１６１は、第１部分巻線１５１Ａの軸方向一方側の第１渡り部１５３Ａに装着され、絶縁カバー１６２は、第１部分巻線１５１Ａの軸方向他方側の第１渡り部１５３Ａに装着される。このうち絶縁カバー１６１の構成を図２１（ａ），（ｂ）に示す。図２１（ａ），（ｂ）は、絶縁カバー１６１を異なる二方向から見た斜視図である。
The insulating
図２１（ａ），（ｂ）に示すように、絶縁カバー１６１は、周方向の側面となる一対の側面部１７１と、軸方向外側の外面部１７２と、軸方向内側の内面部１７３と、径方向内側の前面部１７４とを有している。これら各部１７１～１７４は、それぞれ板状に形成されており、径方向外側のみが開放されるようにして立体状に互いに結合されている。一対の側面部１７１はそれぞれ、コアアセンブリＣＡへの組み付け状態においてコアアセンブリＣＡの軸心に向けて延びる向きで設けられている。そのため、複数の第１コイルモジュール１５０Ａが周方向に並べて配置された状態では、隣り合う各第１コイルモジュール１５０Ａにおいて絶縁カバー１６１の側面部１７１どうしが当接又は接近状態で互いに対向する。これにより、周方向に隣接する各第１コイルモジュール１５０Ａにおいて相互の絶縁が図られつつ好適なる環状配置が可能となっている。
As shown in FIGS. 21(a) and 21(b), the insulating
絶縁カバー１６１において、外面部１７２には、第１部分巻線１５１Ａの巻線端部１５４を引き出すための開口部１７５ａが設けられ、前面部１７４には、第１部分巻線１５１Ａの巻線端部１５５を引き出すための開口部１７５ｂが設けられている。この場合、一方の巻線端部１５４は外面部１７２から軸方向に引き出されるのに対し、他方の巻線端部１５５は前面部１７４から径方向に引き出される構成となっている。
In the insulating
また、絶縁カバー１６１において、一対の側面部１７１には、前面部１７４の周方向両端となる位置、すなわち各側面部１７１と前面部１７４とが交差する位置に、軸方向に延びる半円状の凹部１７７が設けられている。さらに、外面部１７２には、周方向における絶縁カバー１６１の中心線を基準として周方向両側に対称となる位置に、軸方向に延びる一対の突起部１７８が設けられている。
In addition, in the insulating
絶縁カバー１６１の凹部１７７について説明を補足する。図２０に示すように、第１部分巻線１５１Ａの第１渡り部１５３Ａは、径方向内外のうち径方向内側、すなわちコアアセンブリＣＡの側に凸となる湾曲状をなしている。かかる構成では、周方向に隣り合う第１渡り部１５３Ａの間に、第１渡り部１５３Ａの先端側ほど幅広となる隙間が形成される。そこで本実施形態では、周方向に並ぶ第１渡り部１５３Ａの間の隙間を利用して、絶縁カバー１６１の側面部１７１において第１渡り部１５３Ａの湾曲部の外側となる位置に凹部１７７を設ける構成としている。
A supplementary explanation will be given regarding the
なお、第１部分巻線１５１Ａに温度検出部（サーミスタ）を設ける構成としてもよく、かかる構成では、絶縁カバー１６１に、温度検出部から延びる信号線を引き出すための開口部を設けるとよい。この場合、絶縁カバー１６１内に温度検出部を好適に収容できる。
Note that the first partial winding 151A may be provided with a temperature detection section (thermistor), and in such a structure, the insulating
図示による詳細な説明は割愛するが、軸方向他方の絶縁カバー１６２は、絶縁カバー１６１と概ね同様の構成を有している。絶縁カバー１６２は、絶縁カバー１６１と同様に、一対の側面部１７１と、軸方向外側の外面部１７２と、軸方向内側の内面部１７３と、径方向内側の前面部１７４とを有している。また、絶縁カバー１６２において、一対の側面部１７１には前面部１７４の周方向両端となる位置に半円状の凹部１７７が設けられるとともに、外面部１７２に一対の突起部１７８が設けられている。絶縁カバー１６１との相違点として、絶縁カバー１６２は、第１部分巻線１５１Ａの巻線端部１５４，１５５を引き出すための開口部を有していない構成となっている。
Although detailed description with illustrations will be omitted, the other axially insulating
絶縁カバー１６１，１６２では、軸方向の高さ寸法（すなわち一対の側面部１７１及び前面部１７４における軸方向の幅寸法）が相違している。具体的には、図１７に示すように、絶縁カバー１６１の軸方向の高さ寸法Ｗ１１と絶縁カバー１６２の軸方向の高さ寸法Ｗ１２は、Ｗ１１＞Ｗ１２となっている。つまり、導線材ＣＲを多重に巻回する場合には、巻線巻回方向（周回方向）に直交する向きに導線材ＣＲの巻き段を切り替える（レーンチェンジする）必要があり、その切り替えに起因して巻線幅が大きくなることが考えられる。補足すると、絶縁カバー１６１，１６２のうち絶縁カバー１６１は、導線材ＣＲの巻き始め及び巻き終わりを含む側の第１渡り部１５３Ａを覆う部分であり、導線材ＣＲの巻き始め及び巻き終わりを含むことにより、他の部分よりも導線材ＣＲの巻き代（重なり代）が多くなり、その結果として巻線幅が大きくなることが生じうる。この点を加味して、絶縁カバー１６１の軸方向の高さ寸法Ｗ１１が、絶縁カバー１６２の軸方向の高さ寸法Ｗ１２よりも大きくなっている。これにより、絶縁カバー１６１，１６２の高さ寸法Ｗ１１，Ｗ１２が互いに同じ寸法である場合とは異なり、絶縁カバー１６１，１６２により導線材ＣＲの巻き数が制限されるといった不都合が抑制されるようになっている。
The insulating covers 161 and 162 have different axial height dimensions (that is, axial width dimensions of the pair of
次に、第２コイルモジュール１５０Ｂについて説明する。
Next, the
図２２（ａ）は、第２コイルモジュール１５０Ｂの構成を示す斜視図であり、図２２（ｂ）は、第２コイルモジュール１５０Ｂにおいて構成部品を分解して示す斜視図である。また、図２３は、図２２（ａ）における２３－２３線断面図である。
FIG. 22(a) is a perspective view showing the configuration of the
図２２（ａ），（ｂ）に示すように、第２コイルモジュール１５０Ｂは、第１部分巻線１５１Ａと同様に導線材ＣＲを多重巻にして構成された第２部分巻線１５１Ｂと、その第２部分巻線１５１Ｂにおいて軸方向一端側及び他端側に取り付けられた絶縁カバー１６３，１６４とを有している。絶縁カバー１６３，１６４は合成樹脂等の絶縁材料により成形されている。
As shown in FIGS. 22(a) and 22(b), the
第２部分巻線１５１Ｂは、互いに平行でかつ直線状に設けられる一対の中間導線部１５２と、一対の中間導線部１５２を軸方向両端でそれぞれ接続する一対の第２渡り部１５３Ｂとを有しており、これら一対の中間導線部１５２と一対の第２渡り部１５３Ｂとにより環状に形成されている。第２部分巻線１５１Ｂにおいて一対の中間導線部１５２は、第１部分巻線１５１Ａの中間導線部１５２と構成が同じである。これに対して、一対の第２渡り部１５３Ｂは、第１部分巻線１５１Ａの第１渡り部１５３Ａとは構成が異なっている。第２部分巻線１５１Ｂの第２渡り部１５３Ｂは、径方向に折り曲げられることなく、中間導線部１５２から直線状に軸方向に延びるようにして設けられている。図１８には、部分巻線１５１Ａ，１５１Ｂの違いが対比して明示されている。
The second partial winding 151B includes a pair of intermediate
第２部分巻線１５１Ｂでは、軸方向両側の第２渡り部１５３Ｂのうち、一方の第２渡り部１５３Ｂ（図２２（ｂ）の上側の第２渡り部１５３Ｂ）から導線材ＣＲの端部が引き出されており、その端部が巻線端部１５４，１５５となっている。そして、第２部分巻線１５１Ｂでも、第１部分巻線１５１Ａと同様に、巻線端部１５４，１５５のうち一方が電流入出力端子に接続され、他方が中性点に接続されるようになっている。
In the second partial winding 151B, the end of the conducting wire CR is connected from one of the
第２部分巻線１５１Ｂでは、第１部分巻線１５１Ａと同様に、各中間導線部１５２に、シート状の絶縁被覆体１５７が被せられた状態で設けられている。絶縁被覆体１５７は、軸方向寸法として少なくとも中間導線部１５２における軸方向の絶縁被覆範囲の長さを有するフィルム材ＦＭを用い、そのフィルム材ＦＭを中間導線部１５２の周囲に巻装することで設けられている。
In the second partial winding 151B, like the first partial winding 151A, each intermediate
絶縁被覆体１５７に関する構成も、各部分巻線１５１Ａ，１５１Ｂで概ね同様である。つまり、図２３に示すように、中間導線部１５２の周囲には、フィルム材ＦＭがその周方向の端部をオーバーラップさせた状態で被せられている。中間導線部１５２では、２つの周方向側面及び２つの径方向側面においてそれらの全てを覆うようにして絶縁被覆体１５７が設けられている。この場合、中間導線部１５２を囲う絶縁被覆体１５７には、他相の部分巻線１５１における中間導線部１５２との対向部分、すなわち中間導線部１５２の２つの周方向側面のうち一方に、フィルム材ＦＭがオーバーラップするオーバーラップ部分ＯＬが設けられている。本実施形態では、一対の中間導線部１５２において、周方向の同じ側にオーバーラップ部分ＯＬがそれぞれ設けられている。
The configuration regarding the insulating
第２部分巻線１５１Ｂでは、中間導線部１５２から、軸方向両側の第２渡り部１５３Ｂにおいて絶縁カバー１６３，１６４により覆われた部分（すなわち絶縁カバー１６３，１６４の内側となる部分）までの範囲で、絶縁被覆体１５７が設けられている。図１７で言えば、第２コイルモジュール１５０ＢにおいてＡＸ２の範囲が絶縁カバー１６３，１６４により覆われていない部分であり、その範囲ＡＸ２よりも上下に拡張した範囲で絶縁被覆体１５７が設けられている。
In the second partial winding 151B, the range from the
各部分巻線１５１Ａ，１５１Ｂでは、いずれにおいても絶縁被覆体１５７が渡り部１５３Ａ，１５３Ｂの一部を含む範囲で設けられている。すなわち、各部分巻線１５１Ａ，１５１Ｂには、中間導線部１５２と、渡り部１５３Ａ，１５３Ｂのうち中間導線部１５２に引き続き直線状に延びる部分とに、絶縁被覆体１５７が設けられている。ただし、各部分巻線１５１Ａ，１５１Ｂではその軸方向長さが相違していることから、絶縁被覆体１５７の軸方向範囲も異なるものとなっている。
In each of the
次に、絶縁カバー１６３，１６４の構成を説明する。
Next, the configuration of the insulating
絶縁カバー１６３は、第２部分巻線１５１Ｂの軸方向一方側の第２渡り部１５３Ｂに装着され、絶縁カバー１６４は、第２部分巻線１５１Ｂの軸方向他方側の第２渡り部１５３Ｂに装着される。このうち絶縁カバー１６３の構成を図２４（ａ），（ｂ）に示す。図２４（ａ），（ｂ）は、絶縁カバー１６３を異なる二方向から見た斜視図である。
The insulating
図２４（ａ），（ｂ）に示すように、絶縁カバー１６３は、周方向の側面となる一対の側面部１８１と、軸方向外側の外面部１８２と、径方向内側の前面部１８３と、径方向外側の後面部１８４とを有している。これら各部１８１～１８４は、それぞれ板状に形成されており、軸方向内側のみが開放されるようにして立体状に互いに結合されている。一対の側面部１８１はそれぞれ、コアアセンブリＣＡへの組み付け状態においてコアアセンブリＣＡの軸心に向けて延びる向きで設けられている。そのため、複数の第２コイルモジュール１５０Ｂが周方向に並べて配置された状態では、隣り合う各第２コイルモジュール１５０Ｂにおいて絶縁カバー１６３の側面部１８１どうしが当接又は接近状態で互いに対向する。これにより、周方向に隣接する各第２コイルモジュール１５０Ｂにおいて相互の絶縁が図られつつ好適なる環状配置が可能となっている。
As shown in FIGS. 24(a) and 24(b), the insulating
絶縁カバー１６３において、前面部１８３には、第２部分巻線１５１Ｂの巻線端部１５４を引き出すための開口部１８５ａが設けられ、外面部１８２には、第２部分巻線１５１Ｂの巻線端部１５５を引き出すための開口部１８５ｂが設けられている。
In the insulating
絶縁カバー１６３の前面部１８３には、径方向内側に突出する突出部１８６が設けられている。突出部１８６は、絶縁カバー１６３の周方向一端から他端までの間の中央となる位置に、第２渡り部１５３Ｂよりも径方向内側に突出するように設けられている。突出部１８６は、平面視において径方向内側ほど先細りになるテーパ形状をなしており、その先端部に、軸方向に延びる貫通孔１８７が設けられている。なお、突出部１８６は、第２渡り部１５３Ｂよりも径方向内側に突出し、かつ絶縁カバー１６３の周方向一端から他端までの間の中央となる位置に貫通孔１８７を有するものであれば、その構成は任意である。ただし、軸方向内側の絶縁カバー１６１との重なり状態を想定すると、巻線端部１５４，１５５との干渉を回避すべく周方向に幅狭に形成されていることが望ましい。
A
突出部１８６は、径方向内側の先端部において軸方向の厚さが段差状に薄くなっており、その薄くなっている低段部１８６ａに貫通孔１８７が設けられている。この低段部１８６ａは、コアアセンブリＣＡに対する第２コイルモジュール１５０Ｂの組み付け状態において、内筒部材８１の軸方向端面からの高さが、第２渡り部１５３Ｂの高さよりも低くなる部位に相当する。
The protruding
また、図２３に示すように、突出部１８６には、軸方向に貫通する貫通孔１８８が設けられている。これにより、絶縁カバー１６１，１６３が軸方向に重なる状態において、貫通孔１８８を通じて、絶縁カバー１６１，１６３の間への接着剤の充填が可能となっている。
Further, as shown in FIG. 23, the
図示による詳細な説明は割愛するが、軸方向他方の絶縁カバー１６４は、絶縁カバー１６３と概ね同様の構成を有している。絶縁カバー１６４は、絶縁カバー１６３と同様に、一対の側面部１８１と、軸方向外側の外面部１８２と、径方向内側の前面部１８３と、径方向外側の後面部１８４とを有するとともに、突出部１８６の先端部に設けられた貫通孔１８７を有している。また、絶縁カバー１６３との相違点として、絶縁カバー１６４は、第２部分巻線１５１Ｂの巻線端部１５４，１５５を引き出すための開口部を有していない構成となっている。
Although detailed explanation with illustrations will be omitted, the other insulating
絶縁カバー１６３，１６４では、一対の側面部１８１の径方向の幅寸法が相違している。具体的には、図１７に示すように、絶縁カバー１６３における側面部１８１の径方向の幅寸法Ｗ２１と絶縁カバー１６４における側面部１８１の径方向の幅寸法Ｗ２２は、Ｗ２１＞Ｗ２２となっている。つまり、絶縁カバー１６３，１６４のうち絶縁カバー１６３は、導線材ＣＲの巻き始め及び巻き終わりを含む側の第２渡り部１５３Ｂを覆う部分であり、導線材ＣＲの巻き始め及び巻き終わりを含むことにより、他の部分よりも導線材ＣＲの巻き代（重なり代）が多くなり、その結果として巻線幅が大きくなることが生じうる。この点を加味して、絶縁カバー１６３の径方向の幅寸法Ｗ２１が、絶縁カバー１６４の径方向の幅寸法Ｗ２２よりも大きくなっている。これにより、絶縁カバー１６３，１６４の幅寸法Ｗ２１，Ｗ２２が互いに同じ寸法である場合とは異なり、絶縁カバー１６３，１６４により導線材ＣＲの巻き数が制限されるといった不都合が抑制されるようになっている。
In the insulating
図２５は、各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂを周方向に並べた状態でのフィルム材ＦＭのオーバーラップ位置を示す図である。上述したとおり各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂでは、中間導線部１５２の周囲に、他相の部分巻線１５１における中間導線部１５２との対向部分、すなわち中間導線部１５２の周方向側面でオーバーラップするようにしてフィルム材ＦＭが被せられている（図２０，図２３参照）。そして、各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂを周方向に並べた状態では、フィルム材ＦＭのオーバーラップ部分ＯＬが、周方向両側のうちいずれも同じ側（図の周方向右側）に配置されるものとなっている。これにより、周方向に隣り合う異相の部分巻線１５１Ａ，１５１Ｂにおける各中間導線部１５２において、フィルム材ＦＭのオーバーラップ部分ＯＬどうしが周方向に重ならない構成となっている。この場合、周方向に並ぶ各中間導線部１５２の間には、いずれも最多で３枚のフィルム材ＦＭが重なる構成となっている。
FIG. 25 is a diagram showing the overlapping position of the film material FM when the
次に、コアアセンブリＣＡに対する各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂの組み付けに関する構成を説明する。
Next, a configuration for assembling each
各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂは、軸方向長さが互いに異なり、かつ部分巻線１５１Ａ，１５１Ｂの渡り部１５３Ａ，１５３Ｂの形状が互いに異なっており、第１コイルモジュール１５０Ａの第１渡り部１５３Ａを軸方向内側、第２コイルモジュール１５０Ｂの第２渡り部１５３Ｂを軸方向外側にした状態で、コアアセンブリＣＡに取り付けられる構成となっている。絶縁カバー１６１～１６４について言えば、各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂの軸方向一端側において絶縁カバー１６１，１６３が軸方向に重ねられ、かつ軸方向他端側において絶縁カバー１６２，１６４が軸方向に重ねられた状態で、それら各絶縁カバー１６１～１６４がコアアセンブリＣＡに対して固定されるようになっている。
The
図２６は、コアアセンブリＣＡに対する第１コイルモジュール１５０Ａの組み付け状態において複数の絶縁カバー１６１が周方向に並ぶ状態を示す平面図であり、図２７は、コアアセンブリＣＡに対する第１コイルモジュール１５０Ａ及び第２コイルモジュール１５０Ｂの組み付け状態において複数の絶縁カバー１６１，１６３が周方向に並ぶ状態を示す平面図である。また、図２８（ａ）は、コアアセンブリＣＡに対する各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂの組み付け状態において固定ピン１９１による固定前の状態を示す縦断面図であり、図２８（ｂ）は、コアアセンブリＣＡに対する各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂの組み付け状態において固定ピン１９１による固定後の状態を示す縦断面図である。
FIG. 26 is a plan view showing a state in which a plurality of insulating
図２６に示すように、コアアセンブリＣＡに対して複数の第１コイルモジュール１５０Ａを組み付けた状態では、複数の絶縁カバー１６１が、側面部１７１どうしを当接又は接近状態としてそれぞれ配置される。各絶縁カバー１６１は、側面部１７１どうしが対向する境界線ＬＢと、内筒部材８１の軸方向端面の凹部１０５とが一致するようにして配置される。この場合、周方向に隣り合う絶縁カバー１６１の側面部１７１どうしが当接又は接近状態となることで、それら絶縁カバー１６１の各凹部１７７により、軸方向に延びる貫通孔部が形成され、その貫通孔部と凹部１０５の位置が一致する状態とされる。
As shown in FIG. 26, when the plurality of
また、図２７に示すように、コアアセンブリＣＡ及び第１コイルモジュール１５０Ａの一体物に対して、さらに第２コイルモジュール１５０Ｂが組み付けられる。この組み付けに伴い、複数の絶縁カバー１６３が、側面部１８１どうしを当接又は接近状態としてそれぞれ配置される。この状態では、各渡り部１５３Ａ，１５３Ｂは、周方向に中間導線部１５２が並ぶ円上で互いに交差するように配置されることとなる。各絶縁カバー１６３は、突出部１８６が絶縁カバー１６１に軸方向に重なり、かつ突出部１８６の貫通孔１８７が、絶縁カバー１６１の各凹部１７７により形成された貫通孔部に軸方向に連なるようにして配置される。
Further, as shown in FIG. 27, a
このとき、絶縁カバー１６３の突出部１８６が、絶縁カバー１６１に設けられた一対の突起部１７８により所定位置に案内されることで、絶縁カバー１６１側の貫通孔部と内筒部材８１の凹部１０５とに対して絶縁カバー１６３側の貫通孔１８７の位置が合致するようになっている。つまり、コアアセンブリＣＡに対して各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂを組み付けた状態では、絶縁カバー１６３の奥側に絶縁カバー１６１の凹部１７７が位置するために、絶縁カバー１６１の凹部１７７に対して突出部１８６の貫通孔１８７の位置合わせを行うことが困難になるおそれがある。この点、絶縁カバー１６１の一対の突起部１７８により絶縁カバー１６３の突出部１８６が案内されることで、絶縁カバー１６１に対する絶縁カバー１６３の位置合わせが容易となる。
At this time, the
そして、図２８（ａ），（ｂ）に示すように、絶縁カバー１６１と絶縁カバー１６３の突出部１８６との重なり部分においてこれらに係合する状態で、固定部材としての固定ピン１９１による固定が行われる。より具体的には、内筒部材８１の凹部１０５と、絶縁カバー１６１の凹部１７７と、絶縁カバー１６３の貫通孔１８７とを位置合わせした状態で、それら凹部１０５，１７７及び貫通孔１８７に固定ピン１９１が差し入れられる。これにより、内筒部材８１に対して絶縁カバー１６１，１６３が一体で固定される。本構成によれば、周方向に隣り合う各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂが、コイルエンドＣＥでコアアセンブリＣＡに対して共通の固定ピン１９１により固定されるようになっている。固定ピン１９１は、熱伝導性の良い材料で構成されていることが望ましく、例えば金属ピンである。
Then, as shown in FIGS. 28(a) and 28(b), the insulating
図２８（ｂ）に示すように、固定ピン１９１は、絶縁カバー１６３の突出部１８６のうち低段部１８６ａに組み付けられている。この状態では、固定ピン１９１の上端部は、低段部１８６ａの上方に突き出ているが、絶縁カバー１６３の上面（外面部１８２）よりも上方に突き出ないものとなっている。この場合、固定ピン１９１は、絶縁カバー１６１と絶縁カバー１６３の突出部１８６（低段部１８６ａ）との重なり部分の軸方向高さ寸法よりも長く、上方に突き出る余裕代を有しているため、固定ピン１９１を凹部１０５，１７７及び貫通孔１８７に差し入れる際（すなわち固定ピン１９１の固定作業時）にその作業を行いやすくなることが考えられる。また、固定ピン１９１の上端部が絶縁カバー１６３の上面（外面部１８２）よりも上方に突き出ないため、固定ピン１９１の突き出しに起因して固定子６０の軸長が長くなるといった不都合を抑制できるものとなっている。
As shown in FIG. 28(b), the fixing
固定ピン１９１による絶縁カバー１６１，１６３の固定後には、絶縁カバー１６３に設けた貫通孔１８８を通じて、接着剤の充填が行われる。これにより、軸方向に重なる絶縁カバー１６１，１６３が互いに強固に結合されるようになっている。なお、図２８（ａ），（ｂ）では、便宜上、絶縁カバー１６３の上面から下面までの範囲で貫通孔１８８を示すが、実際には肉抜き等により形成された薄板部に貫通孔１８８が設けられた構成となっている。
After the insulating
図２８（ｂ）に示すように、固定ピン１９１による各絶縁カバー１６１，１６３の固定位置は、固定子コア６２よりも径方向内側（図の左側）の固定子ホルダ７０の軸方向端面となっており、その固定子ホルダ７０に対して固定ピン１９１による固定が行われる構成となっている。つまり、第１渡り部１５３Ａが固定子ホルダ７０の軸方向端面に対して固定される構成となっている。この場合、固定子ホルダ７０には冷媒通路８５が設けられているため、第１部分巻線１５１Ａで生じた熱は、第１渡り部１５３Ａから、固定子ホルダ７０の冷媒通路８５付近に直接的に伝わる。また、固定ピン１９１は、固定子ホルダ７０の凹部１０５に差し入れられており、その固定ピン１９１を通じて固定子ホルダ７０側への熱の伝達が促されるようになっている。かかる構成により、固定子巻線６１の冷却性能の向上が図られている。
As shown in FIG. 28(b), the fixing position of each insulating
本実施形態では、コイルエンドＣＥにおいて１８個ずつの絶縁カバー１６１，１６３が軸方向内外に重ねて配置される一方、固定子ホルダ７０の軸方向端面には、各絶縁カバー１６１，１６３と同数の１８箇所に凹部１０５が設けられている。そして、その１８箇所の凹部１０５で固定ピン１９１による固定が行われる構成となっている。
In the present embodiment, 18 insulating
ここで、コアアセンブリＣＡに対する各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂの組み付け状態での各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂの巻線端部１５４，１５５に関する構成を図２９により説明する。
Here, the configuration of the winding ends 154, 155 of each
図２９において、絶縁カバー１６１からは、巻線端部１５４，１５５が開口部１７５ａ，１７５ｂから引き出されて径方向内側に延び、絶縁カバー１６３からは、巻線端部１５４，１５５が開口部１８５ａ，１８５ｂから引き出されて径方向内側に延びる構成となっている。この場合特に、軸方向外側の絶縁カバー１６３から引き出された巻線端部１５４，１５５は、軸方向外側の絶縁カバー１６１を径方向に横切るように延びるようになっており、その途中部分が絶縁カバー１６１の上面（外面部１７２）に固定されるようになっている。
In FIG. 29, from the insulating
不図示としているが、軸方向逆側の絶縁カバー１６２，１６４についても同様である。すなわち、まず第１コイルモジュール１５０Ａの組み付けに際し、周方向に隣り合う絶縁カバー１６２の側面部１７１どうしが当接又は接近状態となることで、それら絶縁カバー１６２の各凹部１７７により、軸方向に延びる貫通孔部が形成され、その貫通孔部と、外筒部材７１の軸方向端面の凹部１０６の位置が一致する状態とされる。そして、第２コイルモジュール１５０Ｂの組み付けにより、絶縁カバー１６３側の貫通孔部と外筒部材７１の凹部１０６とに対して絶縁カバー１６４側の貫通孔１８７の位置が合致し、それら凹部１０６，１７７、貫通孔１８７に固定ピン１９１が差し入れられることで、外筒部材７１に対して絶縁カバー１６２，１６４が一体で固定される。
Although not shown, the same applies to the insulating
コアアセンブリＣＡに対する各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂの組み付け時には、コアアセンブリＣＡに対して、その外周側に全ての第１コイルモジュール１５０Ａを先付けし、その後に、全ての第２コイルモジュール１５０Ｂの組み付けと、固定ピン１９１による固定とを行うとよい。又は、コアアセンブリＣＡに対して、先に、２つの第１コイルモジュール１５０Ａと１つの第２コイルモジュール１５０Ｂとを１本の固定ピン１９１で固定し、その後に、第１コイルモジュール１５０Ａの組み付けと、第２コイルモジュール１５０Ｂの組み付けと、固定ピン１９１による固定とをこの順序で繰り返し行うようにしてもよい。
When assembling each
次に、バスバーモジュール２００について説明する。
Next, the
バスバーモジュール２００は、固定子巻線６１において各コイルモジュール１５０の部分巻線１５１に電気的に接続され、各相の部分巻線１５１の一端を相ごとに並列接続するとともに、それら各部分巻線１５１の他端を中性点で接続する巻線接続部材である。図３０は、バスバーモジュール２００の斜視図であり、図３１は、バスバーモジュール２００の縦断面の一部を示す断面図である。
The
バスバーモジュール２００は、円環状をなす環状部２０１と、その環状部２０１から延びる複数の接続端子２０２と、相巻線ごとに設けられる３つの入出力端子２０３とを有している。環状部２０１は、例えば樹脂等の絶縁部材により円環状に形成されている。
The
図３１に示すように、環状部２０１は、略円環板状をなし軸方向に多層（本実施形態では５層）に積層された積層板２０４を有しており、これら各積層板２０４の間に挟まれた状態で４つのバスバー２１１～２１４が設けられている。各バスバー２１１～２１４は、いずれも円環状をなしており、Ｕ相用のバスバー２１１と、Ｖ相用のバスバー２１２と、Ｗ相用のバスバー２１３と、中性点用のバスバー２１４とからなる。これら各バスバー２１１～２１４は、環状部２０１内において、板面を対向させるようにして軸方向に並べて配置されるものとなっている。各積層板２０４と各バスバー２１１～２１４とは、接着剤により互いに接合されている。接着剤として接着シートを用いることが望ましい。ただし液状又は半液状の接着剤を塗布する構成であってもよい。そして、各バスバー２１１～２１４には、それぞれ環状部２０１から径方向外側に突出させるようにして接続端子２０２が接続されている。
As shown in FIG. 31, the
環状部２０１の上面、すなわち５層に設けられた積層板２０４の最も表層側の積層板２０４の上面には、環状に延びる突起部２０１ａが設けられている。
A protrusion 201a extending annularly is provided on the upper surface of the
なお、バスバーモジュール２００は、各バスバー２１１～２１４が環状部２０１内に埋設された状態で設けられるものであればよく、所定間隔で配置された各バスバー２１１～２１４が一体的にインサート成形されるものであってもよい。また、各バスバー２１１～２１４の配置は、全てが軸方向に並びかつ全ての板面が同方向を向く構成に限られず、径方向に並ぶ構成や、軸方向に２列でかつ径方向に２列に並ぶ構成、板面の延びる方向が異なるものを含む構成などであってもよい。
Note that the
図３０において、各接続端子２０２は、環状部２０１の周方向に並び、かつ径方向外側において軸方向に延びるように設けられている。接続端子２０２は、Ｕ相用のバスバー２１１に接続された接続端子と、Ｖ相用のバスバー２１２に接続された接続端子と、Ｗ相用のバスバー２１３に接続された接続端子と、中性点用のバスバー２１４に接続された接続端子とを含む。接続端子２０２は、コイルモジュール１５０における各部分巻線１５１の巻線端部１５４，１５５と同数で設けられており、これら各接続端子２０２には、各部分巻線１５１の巻線端部１５４，１５５が１つずつ接続される。これにより、バスバーモジュール２００が、Ｕ相の部分巻線１５１、Ｖ相の部分巻線１５１、Ｗ相の部分巻線１５１に対してそれぞれ接続されるようになっている。
In FIG. 30, each
入出力端子２０３は、例えばバスバー材よりなり、軸方向に延びる向きで設けられている。入出力端子２０３は、Ｕ相用の入出力端子２０３Ｕと、Ｖ相用の入出力端子２０３Ｖと、Ｗ相用の入出力端子２０３Ｗとを含む。これらの入出力端子２０３は、環状部２０１内において相ごとに各バスバー２１１～２１３にそれぞれ接続されている。これらの各入出力端子２０３を通じて、固定子巻線６１の各相の相巻線に対して、不図示のインバータから電力の入出力が行われるようになっている。
The input/
なお、バスバーモジュール２００に、各相の相電流を検出する電流センサを一体に設ける構成であってもよい。この場合、バスバーモジュール２００に電流検出端子を設け、その電流検出端子を通じて、電流センサの検出結果を不図示の制御装置に対して出力するようになっているとよい。
Note that the
また、環状部２０１は、固定子ホルダ７０に対する被固定部として、内周側に突出する複数の突出部２０５を有しており、その突出部２０５には軸方向に延びる貫通孔２０６が形成されている。
Further, the
図３２は、固定子ホルダ７０にバスバーモジュール２００を組み付けた状態を示す斜視図であり、図３３は、バスバーモジュール２００を固定する固定部分における縦断面図である。なお、バスバーモジュール２００を組み付ける前の固定子ホルダ７０の構成は、図１２を参照されたい。
FIG. 32 is a perspective view showing a state in which the
図３２において、バスバーモジュール２００は、内筒部材８１のボス部９２を囲むようにして端板部９１上に設けられている。バスバーモジュール２００は、内筒部材８１の支柱部９５（図１２参照）に対する組み付けにより位置決めがなされた状態で、ボルト等の締結具２１７の締結により固定子ホルダ７０（内筒部材８１）に固定されている。
In FIG. 32, the
より詳しくは、図３３に示すように、内筒部材８１の端板部９１には軸方向に延びる支柱部９５が設けられている。そして、バスバーモジュール２００は、複数の突出部２０５に設けられた貫通孔２０６に支柱部９５を挿通させた状態で、支柱部９５に対して締結具２１７により固定されている。本実施形態では、鉄等の金属材料よりなるリテーナプレート２２０を用いてバスバーモジュール２００を固定することとしている。リテーナプレート２２０は、締結具２１７を挿通させる挿通孔２２１を有する被締結部２２２と、バスバーモジュール２００の環状部２０１の上面を押圧する押圧部２２３と、被締結部２２２と押圧部２２３との間に設けられるベンド部２２４とを有している。
More specifically, as shown in FIG. 33, the
リテーナプレート２２０の装着状態では、リテーナプレート２２０の挿通孔２２１に締結具２１７が挿通された状態で、締結具２１７が内筒部材８１の支柱部９５に対して螺着されている。また、リテーナプレート２２０の押圧部２２３がバスバーモジュール２００の環状部２０１の上面に当接した状態となっている。この場合、締結具２１７が支柱部９５にねじ入れられることに伴いリテーナプレート２２０が図の下方に押し込まれ、それに応じて押圧部２２３により環状部２０１が下方に押圧されている。締結具２１７の螺着に伴い生じる図の下方への押圧力は、ベンド部２２４を通じて押圧部２２３に伝わるため、ベンド部２２４での弾性力を伴う状態で、押圧部２２３での押圧が行われている。
When the
上述したとおり環状部２０１の上面には環状の突起部２０１ａが設けられており、リテーナプレート２２０の押圧部２２３側の先端は突起部２０１ａに当接可能となっている。これにより、リテーナプレート２２０の図の下方への押圧力が径方向外側に逃げてしまうことが抑制される。つまり、締結具２１７の螺着に伴い生じる押圧力が押圧部２２３の側に適正に伝わる構成となっている。
As described above, the annular projection 201a is provided on the upper surface of the
なお、図３２に示すように、固定子ホルダ７０に対するバスバーモジュール２００の組み付け状態において、入出力端子２０３は、冷媒通路８５に通じる入口開口８６ａ及び出口開口８７ａに対して周方向に１８０度反対側となる位置に設けられている。ただし、これら入出力端子２０３と各開口８６ａ，８７ａとが同位置（すなわち近接位置）にまとめて設けられていてもよい。
Note that, as shown in FIG. 32, when the
次に、バスバーモジュール２００の入出力端子２０３を回転電機１０の外部の外部装置に対して電気的に接続する中継部材２３０について説明する。
Next, the
図１に示すように、回転電機１０では、バスバーモジュール２００の入出力端子２０３がハウジングカバー２４２から外側に突出するように設けられており、そのハウジングカバー２４２の外側で中継部材２３０に接続されている。中継部材２３０は、バスバーモジュール２００から延びる相ごとの入出力端子２０３と、インバータ等の外部装置から延びる相ごとの電力線との接続を中継する部材である。
As shown in FIG. 1, in the rotating
図３４は、ハウジングカバー２４２に中継部材２３０を取り付けた状態を示す縦断面図であり、図３５は、中継部材２３０の斜視図である。図３４に示すように、ハウジングカバー２４２には貫通孔２４２ａが形成されており、その貫通孔２４２ａを通じて入出力端子２０３の引き出しが可能になっている。
FIG. 34 is a longitudinal sectional view showing a state in which the
中継部材２３０は、ハウジングカバー２４２に固定される本体部２３１と、ハウジングカバー２４２の貫通孔２４２ａに挿し入れられる端子挿通部２３２とを有している。端子挿通部２３２は、各相の入出力端子２０３を１つずつ挿通させる３つの挿通孔２３３を有している。それら３つの挿通孔２３３は、断面開口が長尺状をなしており、長手方向がいずれも略同じとなる向きで並べて形成されている。
The
本体部２３１には、相ごとに設けられた３つの中継バスバー２３４が取り付けられている。中継バスバー２３４は、略Ｌ字状に屈曲形成されており、本体部２３１にボルト等の締結具２３５により固定されるとともに、端子挿通部２３２の挿通孔２３３に挿通された状態の入出力端子２０３の先端部にボルト及びナット等の締結具２３６により固定されている。
Three relay bus bars 234 provided for each phase are attached to the
なお、図示は略しているが、中継部材２３０には外部装置から延びる相ごとの電力線が接続可能となっており、相ごとに入出力端子２０３に対する電力の入出力が可能となっている。
Although not shown, power lines for each phase extending from an external device can be connected to the
次に、回転電機１０を制御する制御システムの構成について説明する。図３６は、回転電機１０の制御システムの電気回路図であり、図３７は、制御装置２７０による制御処理を示す機能ブロック図である。
Next, the configuration of a control system that controls the rotating
図３６に示すように、固定子巻線６１はＵ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線よりなり、その固定子巻線６１に、電力変換器に相当するインバータ２６０が接続されている。インバータ２６０は、相数と同じ数の上下アームを有するフルブリッジ回路により構成されており、相ごとに上アームスイッチ２６１及び下アームスイッチ２６２からなる直列接続体が設けられている。これら各スイッチ２６１，２６２はドライバ２６３によりそれぞれオンオフされ、そのオンオフにより各相の相巻線が通電される。各スイッチ２６１，２６２は、例えばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子により構成されている。また、各相の上下アームには、スイッチ２６１，２６２の直列接続体に並列に、スイッチング時に要する電荷を各スイッチ２６１，２６２に供給する電荷供給用のコンデンサ２６４が接続されている。
As shown in FIG. 36, the stator winding 61 includes a U-phase winding, a V-phase winding, and a W-phase winding, and an
上下アームの各スイッチ２６１，２６２の間の中間接続点に、それぞれＵ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線の一端が接続されている。これら各相巻線は星形結線（Ｙ結線）されており、各相巻線の他端は中性点にて互いに接続されている。
One end of a U-phase winding, a V-phase winding, and a W-phase winding are connected to intermediate connection points between the
制御装置２７０は、ＣＰＵや各種メモリからなるマイコンを備えており、回転電機１０における各種の検出情報や、力行駆動及び発電の要求に基づいて、各スイッチ２６１，２６２のオンオフにより通電制御を実施する。回転電機１０の検出情報には、例えば、レゾルバ等の角度検出器により検出される回転子２０の回転角度（電気角情報）や、電圧センサにより検出される電源電圧（インバータ入力電圧）、電流センサにより検出される各相の通電電流が含まれる。制御装置２７０は、例えば所定のスイッチング周波数（キャリア周波数）でのＰＷＭ制御や、矩形波制御により各スイッチ２６１，２６２のオンオフ制御を実施する。制御装置２７０は、回転電機１０に内蔵された内蔵制御装置であってもよいし、回転電機１０の外部に設けられた外部制御装置であってもよい。
The
ちなみに、本実施形態の回転電機１０は、スロットレス構造（ティースレス構造）を有していることから、固定子６０のインダクタンスが低減されて電気的時定数が小さくなっており、その電気的時定数が小さい状況下では、スイッチング周波数（キャリア周波数）を高くし、かつスイッチング速度を速くすることが望ましい。この点において、各相のスイッチ２６１，２６２の直列接続体に並列に電荷供給用のコンデンサ２６４が接続されていることで配線インダクタンスが低くなり、スイッチング速度を速くした構成であっても適正なサージ対策が可能となる。
Incidentally, since the rotating
インバータ２６０の高電位側端子は直流電源２６５の正極端子に接続され、低電位側端子は直流電源２６５の負極端子（グランド）に接続されている。直流電源２６５は、例えば複数の単電池が直列接続された組電池により構成されている。また、インバータ２６０の高電位側端子及び低電位側端子には、直流電源２６５に並列に平滑用のコンデンサ２６６が接続されている。
The high potential side terminal of the
図３７は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各相電流を制御する電流フィードバック制御処理を示すブロック図である。 FIG. 37 is a block diagram showing current feedback control processing for controlling the U, V, and W phase currents.
図３７において、電流指令値設定部２７１は、トルク－ｄｑマップを用い、回転電機１０に対する力行トルク指令値又は発電トルク指令値や、電気角θを時間微分して得られる電気角速度ωに基づいて、ｄ軸の電流指令値とｑ軸の電流指令値とを設定する。なお、発電トルク指令値は、例えば回転電機１０が車両用動力源として用いられる場合、回生トルク指令値である。
In FIG. 37, the current command
ｄｑ変換部２７２は、相ごとに設けられた電流センサによる電流検出値（３つの相電流）を、界磁方向（direction of an axis of a magnetic field,or field direction）をｄ軸とする直交２次元回転座標系の成分であるｄ軸電流とｑ軸電流とに変換する。
The
ｄ軸電流フィードバック制御部２７３は、ｄ軸電流をｄ軸の電流指令値にフィードバック制御するための操作量としてｄ軸の指令電圧を算出する。また、ｑ軸電流フィードバック制御部２７４は、ｑ軸電流をｑ軸の電流指令値にフィードバック制御するための操作量としてｑ軸の指令電圧を算出する。これら各フィードバック制御部２７３，２７４では、ｄ軸電流及びｑ軸電流の電流指令値に対する偏差に基づき、ＰＩフィードバック手法を用いて指令電圧が算出される。
The d-axis current
３相変換部２７５は、ｄ軸及びｑ軸の指令電圧を、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の指令電圧に変換する。なお、上記の各部２７１～２７５が、ｄｑ変換理論による基本波電流のフィードバック制御を実施するフィードバック制御部であり、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の指令電圧がフィードバック制御値である。
The three-
操作信号生成部２７６は、周知の三角波キャリア比較方式を用い、３相の指令電圧に基づいて、インバータ２６０の操作信号を生成する。具体的には、操作信号生成部２７６は、３相の指令電圧を電源電圧で規格化した信号と、三角波信号等のキャリア信号との大小比較に基づくＰＷＭ制御により、各相における上下アームのスイッチ操作信号（デューティ信号）を生成する。操作信号生成部２７６にて生成されたスイッチ操作信号がインバータ２６０のドライバ２６３に出力され、ドライバ２６３により各相のスイッチ２６１，２６２がオンオフされる。
The operation
続いて、トルクフィードバック制御処理について説明する。この処理は、例えば高回転領域及び高出力領域等、インバータ２６０の出力電圧が大きくなる運転条件において、主に回転電機１０の高出力化や損失低減の目的で用いられる。制御装置２７０は、回転電機１０の運転条件に基づいて、トルクフィードバック制御処理及び電流フィードバック制御処理のいずれか一方の処理を選択して実行する。
Next, the torque feedback control process will be explained. This process is mainly used for the purpose of increasing the output of the rotating
図３８は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に対応するトルクフィードバック制御処理を示すブロック図である。 FIG. 38 is a block diagram showing torque feedback control processing corresponding to the U, V, and W phases.
電圧振幅算出部２８１は、回転電機１０に対する力行トルク指令値又は発電トルク指令値と、電気角θを時間微分して得られる電気角速度ωとに基づいて、電圧ベクトルの大きさの指令値である電圧振幅指令を算出する。
The voltage
ｄｑ変換部２８２は、ｄｑ変換部２７２と同様に、相ごとに設けられた電流センサによる電流検出値をｄ軸電流とｑ軸電流とに変換する。トルク推定部２８３は、ｄ軸電流とｑ軸電流とに基づいて、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に対応するトルク推定値を算出する。なお、トルク推定部２８３は、ｄ軸電流、ｑ軸電流及び電圧振幅指令が関係付けられたマップ情報に基づいて、電圧振幅指令を算出すればよい。
Similar to the
トルクフィードバック制御部２８４は、力行トルク指令値又は発電トルク指令値にトルク推定値をフィードバック制御するための操作量として、電圧ベクトルの位相の指令値である電圧位相指令を算出する。トルクフィードバック制御部２８４では、力行トルク指令値又は発電トルク指令値に対するトルク推定値の偏差に基づき、ＰＩフィードバック手法を用いて電圧位相指令が算出される。
The torque
操作信号生成部２８５は、電圧振幅指令、電圧位相指令及び電気角θに基づいて、インバータ２６０の操作信号を生成する。具体的には、操作信号生成部２８５は、電圧振幅指令、電圧位相指令及び電気角θに基づいて３相の指令電圧を算出し、算出した３相の指令電圧を電源電圧で規格化した信号と、三角波信号等のキャリア信号との大小比較に基づくＰＷＭ制御により、各相における上下アームのスイッチ操作信号を生成する。操作信号生成部２８５にて生成されたスイッチ操作信号がインバータ２６０のドライバ２６３に出力され、ドライバ２６３により各相のスイッチ２６１，２６２がオンオフされる。
The operation
ちなみに、操作信号生成部２８５は、電圧振幅指令、電圧位相指令、電気角θ及びスイッチ操作信号が関係付けられたマップ情報であるパルスパターン情報、電圧振幅指令、電圧位相指令並びに電気角θに基づいて、スイッチ操作信号を生成してもよい。
Incidentally, the operation
（第１実施形態の変形例）
以下に、上記実施形態に関する変形例を説明する。
(Modified example of the first embodiment)
Modifications of the above embodiment will be described below.
・磁石ユニット２２における磁石の構成を以下のように変更してもよい。図３９に示す磁石ユニット２２では、磁石３２において磁化容易軸の向きが径方向に対して斜めであり、その磁化容易軸の向きに沿って直線状の磁石磁路が形成されている。本構成においても、磁石３２の磁石磁路長を径方向の厚さ寸法よりも長くすることができ、パーミアンスの向上を図ることが可能となっている。
- You may change the structure of the magnet in the
・磁石ユニット２２においてハルバッハ配列の磁石を用いることも可能である。
- It is also possible to use Halbach array magnets in the
・各部分巻線１５１において、渡り部１５３の折り曲げの方向は径方向内外のうちいずれであってもよく、コアアセンブリＣＡとの関係として、第１渡り部１５３ＡがコアアセンブリＣＡの側に折り曲げられていても、又は第１渡り部１５３ＡがコアアセンブリＣＡの逆側に折り曲げられていてもよい。また、第２渡り部１５３Ｂは、第１渡り部１５３Ａの軸方向外側でその第１渡り部１５３Ａの一部を周方向に跨ぐ状態になっているものであれば、径方向内外のいずれかに折り曲げられていてもよい。
- In each partial winding 151, the direction of bending of the
・部分巻線１５１として２種類の部分巻線１５１（第１部分巻線１５１Ａ、第２部分巻線１５１Ｂ）を有するものとせず、１種類の部分巻線１５１を有するものとしてもよい。具体的には、部分巻線１５１を、側面視において略Ｌ字状又は略Ｚ字状をなすように形成するとよい。部分巻線１５１を側面視で略Ｌ字状に形成する場合、軸方向一端側では、渡り部１５３が径方向内外のいずれかに折り曲げられ、軸方向他端側では、渡り部１５３が径方向に折り曲げられることなく設けられている構成とする。また、部分巻線１５１を側面視で略Ｚ字状に形成する場合、軸方向一端側及び軸方向他端側において、渡り部１５３が径方向に互いに逆向きに折り曲げられている構成とする。いずれの場合であっても、上述のように渡り部１５３を覆う絶縁カバーによりコイルモジュール１５０がコアアセンブリＣＡに対して固定される構成であるとよい。
- Instead of having two types of partial windings 151 (first partial winding 151A, second partial winding 151B) as the
・上述した構成では、固定子巻線６１において、相巻線ごとに全ての部分巻線１５１が並列接続される構成を説明したが、これを変更してもよい。例えば、相巻線ごとの全ての部分巻線１５１を複数の並列接続群に分け、その複数の並列接続群を直列接続する構成でもよい。つまり、各相巻線における全ｎ個の部分巻線１５１を、ｎ／２個ずつの２組の並列接続群や、ｎ／３個ずつの３組の並列接続群などに分け、それらを直列接続する構成としてもよい。又は、固定子巻線６１において相巻線ごとに複数の部分巻線１５１が全て直列接続される構成としてもよい。
- In the above-described configuration, in the stator winding 61, all the
・回転電機１０における固定子巻線６１は２相の相巻線（Ｕ相巻線及びＶ相巻線）を有する構成であってもよい。この場合、例えば部分巻線１５１では、一対の中間導線部１５２が１コイルピッチ分を離して設けられ、一対の中間導線部１５２の間に、他１相の部分巻線１５１における中間導線部１５２が１つ配置される構成となっていればよい。
- The stator winding 61 in the rotating
・回転電機１０を、アウタロータ式の表面磁石型回転電機に代えて、インナロータ式の表面磁石型回転電機として具体化することも可能である。図４０（ａ），（ｂ）は、インナロータ構造とした場合の固定子ユニット３００の構成を示す図である。このうち図４０（ａ）はコイルモジュール３１０Ａ，３１０ＢをコアアセンブリＣＡに組み付けた状態を示す斜視図であり、図４０（ｂ）は、各コイルモジュール３１０Ａ，３１０Ｂに含まれる部分巻線３１１Ａ，３１１Ｂを示す斜視図である。本例では、固定子コア６２の径方向外側に固定子ホルダ７０が組み付けられることでコアアセンブリＣＡが構成されている。また、固定子コア６２の径方向内側に、複数のコイルモジュール３１０Ａ，３１０Ｂが組み付けられる構成となっている。
- The rotating
部分巻線３１１Ａは、概ね既述の第１部分巻線１５１Ａと同様の構成を有しており、一対の中間導線部３１２と、軸方向両側においてコアアセンブリＣＡの側（径方向外側）に折り曲げ形成された渡り部３１３Ａとを有している。また、部分巻線３１１Ｂは、概ね既述の第２部分巻線１５１Ｂと同様の構成を有しており、一対の中間導線部３１２と、軸方向両側において渡り部３１３Ａを軸方向外側で周方向に跨ぐように設けられた渡り部３１３Ｂとを有している。部分巻線３１１Ａの渡り部３１３Ａには絶縁カバー３１５が装着され、部分巻線３１１Ｂの渡り部３１３Ｂには絶縁カバー３１６が装着されている。
The partial winding 311A has generally the same configuration as the first partial winding 151A described above, and includes a pair of
絶縁カバー３１５には、周方向両側の側面部に、軸方向に延びる半円状の凹部３１７が設けられている。また、絶縁カバー３１６には、渡り部３１３Ｂよりも径方向外側に突出する突出部３１８が設けられ、その突出部３１８の先端部に、軸方向に延びる貫通孔３１９が設けられている。
The insulating
・回転電機１０に用いられる固定子６０は、バックヨークから延びる突起部（例えばティース）を有するものであってもよい。この場合にも、固定子コアに対するコイルモジュール１５０等の組み付けがバックヨークに対して行われるものであればよい。
- The
・回転電機としては、星形結線のものに限らず、Δ結線のものであってもよい。 ・The rotating electric machine is not limited to one with a star connection, but may be one with a delta connection.
・回転電機１０として、界磁子を回転子、電機子を固定子とする回転界磁形の回転電機に代えて、電機子を回転子、界磁子を固定子とする回転電機子形の回転電機を採用することも可能である。
- As the rotating
（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。図４１に、本実施形態に係る回転電機の回転子及び固定子の縦断面図を示す。本実施形態に係る回転電機は、第１実施形態と同様にアウタロータ構造のものとなっている。
(Second embodiment)
The second embodiment will be described below with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment. FIG. 41 shows a longitudinal cross-sectional view of the rotor and stator of the rotating electric machine according to this embodiment. The rotating electric machine according to the present embodiment has an outer rotor structure similarly to the first embodiment.
回転子２０の磁石ユニット２２は、円筒状の磁石ホルダ３１と、その磁石ホルダ３１の内周面に固定された複数の磁石３７とを有している。磁石ホルダ３１は、軸方向において磁石３７と同じ長さ寸法を有している。磁石３７は、磁石ホルダ３１に径方向外側から包囲された状態で設けられている。磁石ホルダ３１及び磁石３７は、軸方向一方側の端部において図示しないエンドプレートに当接した状態で固定されている。
The
磁石ユニット２２において、磁石３７は、回転子２０の周方向に沿って極性が交互に変わるように並べて設けられている。これにより、磁石ユニット２２は、周方向に複数の磁極を有する。磁石３７は、極異方性の永久磁石であり、固有保磁力が４００［ｋＡ／ｍ］以上であり、かつ残留磁束密度Ｂｒが１．０［Ｔ］以上である焼結ネオジム磁石を用いて構成されている。
In the
磁石３７において径方向内側の周面が、磁束の授受が行われる磁束作用面である。磁石３７では、ｄ軸側とｑ軸側とで磁化容易軸の向きが相違しており、ｄ軸側では磁化容易軸の向きがｄ軸に平行する向きとなり、ｑ軸側では磁化容易軸の向きがｑ軸に直交する向きとなっている。この場合、磁化容易軸の向きに沿って円弧状の磁石磁路が形成されている。要するに、磁石３７は、磁極中心であるｄ軸の側において、磁極境界であるｑ軸の側に比べて磁化容易軸の向きがｄ軸に平行となるように配向がなされて構成されている。
The radially inner circumferential surface of the
磁石３７において、磁石磁路が円弧状に形成されていることにより、磁石３７の径方向の厚さ寸法よりも磁石磁路長が長くなっている。これにより、磁石３７のパーミアンスが上昇し、同じ磁石量でありながら、磁石量の多い磁石と同等の能力を発揮させることが可能となっている。
In the
本実施形態では、固定子巻線６１の相数と、磁石ユニット２２の磁極の数との乗算値が４８とされている。本実施形態では、相数が３であるため、磁石ユニット２２の磁極の数は１６極である。この構成は、固定子巻線６１を構成する中間導線部１５２に鎖交する磁石磁束量を大きくし、回転電機の高トルク化を図るためのものである。つまり、磁石ユニットの磁極の数が多くなると、磁石ユニットの１磁極あたりの周方向の幅寸法が小さくなり、１磁極あたりの磁石磁路が短くなる傾向がある。このため、磁極の数が多くなりすぎると、中間導線部１５２に鎖交する磁石磁束量が小さくなる。そこで、本実施形態では、上記乗算値が４８とされている。これにより、磁極の数が多くなりすぎるのを防止し、中間導線部１５２に鎖交する磁石磁束量の低下を抑制できる。その結果、回転電機の高トルク化を図ることができる。
In this embodiment, the multiplication value of the number of phases of the stator winding 61 and the number of magnetic poles of the
固定子６０は、固定子巻線６１と固定子コア６２とを有している。本実施形態においても、第１実施形態と同様に、固定子コア６２の径方向外側に、固定子巻線６１を構成する複数の部分巻線１５１が周方向に並ぶ状態で組み付けられている。一対の中間導線部１５２は、所定のコイルピッチ分を離して設けられており、周方向において一対の中間導線部１５２の間に、他相の部分巻線１５１の中間導線部１５２が配置可能となっている。本実施形態では、一対の中間導線部１５２は２コイルピッチ分を離して設けられ、一対の中間導線部１５２の間に、他２相の部分巻線１５１における中間導線部１５２が１つずつ配置される構成となっている。
The
本実施形態においても、部分巻線１５１は、導線材ＣＲが多重に巻回されて形成されている。各相の部分巻線１５１は、図４２に示すように、複数の導線材ＣＲの並列接続体により構成されている。また、各導線材ＣＲは、複数の導線ＴＴの並列接続体で構成されている（図５１及び図５２参照）。この構成は、渦電流損を低減するためのものである。図４２は、ある１つの相の部分巻線１５１の電気的接続関係を示す図である。
Also in this embodiment, the partial winding 151 is formed by winding the conducting wire CR in multiple layers. As shown in FIG. 42, the partial winding 151 of each phase is constituted by a parallel connection of a plurality of conducting wires CR. Further, each conducting wire CR is constituted by a parallel connection of a plurality of conducting wires TT (see FIGS. 51 and 52). This configuration is for reducing eddy current losses. FIG. 42 is a diagram showing the electrical connection relationship of the
本実施形態において、部分巻線１５１は、図４１及び図５１に示すように、各中間導線部１５２の横断面形状が正方形状になるように導線材ＣＲが多重に巻回されて形成されている。図５１は、所定の１相についての中間導線部１５２の横断面図である。以下、要断面形状が正方形状とされている理由について説明する。
In this embodiment, the partial winding 151 is formed by winding the conducting wire CR in multiple layers so that the cross-sectional shape of each intermediate
図４３に、磁石ユニット２２の起磁力Ｆｔ、磁石ユニット２２と固定子コア６２との間のエアギャップの磁気抵抗Ｒａｇ、及び固定子コア６２の磁気抵抗Ｒｃｏｒｅを含む磁気回路を示す。この磁気回路を流れる磁束量φｔは、下式（ｅｑ１）で表わされる。
FIG. 43 shows a magnetic circuit including the magnetomotive force Ft of the
本実施形態において、磁石３７は、ｑ軸上に設定される配向中心ＣＰを中心として磁化容易軸が円弧状に配向されている。本実施形態では、磁石３７の内周面とｑ軸との交点が配向中心ＣＰとされている。
In this embodiment, the easy magnetization axis of the
図４５に、磁石３７の減磁曲線を示す。Ｂｒは、磁石３７の１極対あたりの残留磁束密度を示し、ｂＨｃは、磁石３７の１極対あたりの固有保磁力を示す。以下では、回転電機の軸方向の単位長さあたりの構成について説明する。
FIG. 45 shows a demagnetization curve of the
磁石３７の１極あたりの周方向幅寸法Ａｍを残留磁束密度Ｂｒに乗算した値は、図４６の縦軸に示すように、軸方向における単位長さあたりの磁束量φｔ〔ｗｂ〕となる。また、磁石３７の１極対あたりの磁路長Ｌｍを固有保磁力ｂＨｃに乗算した値は、図４６の横軸に示すように、起磁力Ｆ〔Ａ〕となる。ここで、図４４に示す磁石３７の磁路長Ｌｍは、磁石３７の径方向厚さ寸法をｔｍとする場合、例えば「Ｌｍ＝π×ｔｍ」とすればよい。
The value obtained by multiplying the residual magnetic flux density Br by the circumferential width Am per pole of the
続いて、図４７に示すように、中間導線部１５２の導線集合部分の径方向の厚さ寸法を変化させる場合について検討する。厚さ寸法は、図４７（ａ），（ｂ），（ｃ）の順で大きくなり、「Ｌｇ１＜Ｌｇ２＜Ｌｇ３」である。また、図４７（ａ），（ｂ），（ｃ）の中間導線部１５２の断面積をＳ１，Ｓ２，Ｓ３とする。図４７（ａ），（ｂ），（ｃ）においてＡｍを同一の値にしているため、「Ｓ１＜Ｓ２＜Ｓ３」となる。ここでは、例えば、中間導線部１５２の外周面と磁石３７の内周面との径方向距離を、図４７（ａ），（ｂ），（ｃ）それぞれの場合において一定にするとの条件を課してもよい。
Next, as shown in FIG. 47, a case will be considered in which the radial thickness dimension of the conductor gathering portion of the
各断面積を有する中間導線部１５２を含む磁気回路のパーミアンス直線は、図４８に示すものとなる。各パーミアンス直線と、減磁曲線との交点（詳しくは、動作点）における磁束量を、第１磁束量φ１、第２磁束量φ２、第３磁束量φ３とする。各磁束量φ１～φ３は、各断面積Ｓ１～Ｓ３を有する中間導線部１５２に同じ電圧を印加した場合に発生する磁束量である。
The permeance straight line of the magnetic circuit including the intermediate
Ｌａｇを大きくすると、エアギャップＬａｇが大きくなり、磁気回路の磁気抵抗Ｒａｇｔが大きくなる。磁気抵抗Ｒａｇｔが大きくなると、図４９に示すように、中間導線部１５２に鎖交する磁石磁束量が小さくなる。
When Lag is increased, the air gap Lag is increased, and the magnetic resistance Ragt of the magnetic circuit is increased. As the magnetic resistance Ragt increases, as shown in FIG. 49, the amount of magnet magnetic flux interlinking with the
一方、図５０に示すように、中間導線部１５２の径方向の厚さ寸法を様々な値に変化させた場合において、その厚さ寸法となるときにおける中間導線部１５２の断面積と、その厚さ寸法となるときにおける磁石３７の動作点での磁石磁束量との乗算値が最大となる中間導線部１５２の径方向の厚さ寸法が存在する。その乗算値は、回転電機のトルク定数Ｋｔに相当する値であるため、その乗算値が最大となる中間導線部１５２の径方向の厚さ寸法を採用することにより、回転電機の高トルク化を図ることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 50, when the thickness dimension in the radial direction of the
本実施形態では、上記乗算値が最大値又は最大値付近となる中間導線部１５２の径方向の厚さ寸法が、中間導線部１５２の断面形状を正方形状とする厚さ寸法となる。このため、本実施形態では、中間導線部１５２の断面形状が正方形状とされている。
In this embodiment, the thickness dimension in the radial direction of the intermediate
なお、上記乗算値が最大値付近となる中間導線部１５２の径方向の厚さ寸法とは、例えば、上記乗算値が上記最大値の９５％以上であってかつ１００％未満となる厚さ寸法である。
Note that the radial thickness dimension of the
本実施形態では、図５１に示すように、周方向に隣り合う同相の中間導線部１５２のそれぞれは、その周方向中央位置が電気角で１８０度離れている。また、周方向に隣り合う同相の中間導線部１５２それぞれにおいて、各導線材ＣＲの相対的な位置関係及び各導線ＴＴの相対的な位置関係が維持されている。なお、図５１には、導線材ＣＲ及び導線ＴＴの断面形状として円形状を例示しているがこれに限らない。また、図５１には、各導線材ＣＲが７つの導線ＴＴの並列接続体で構成されている例を示したがこれに限らない。
In this embodiment, as shown in FIG. 51, the circumferential center positions of the in-phase
周方向に隣り合う同相の中間導線部１５２のうち、一方の中間導線部を構成する各導線ＴＴの配置位置が、他方の中間導線部を構成する各導線ＴＴの配置位置を軸方向から見て特定回転方向に９０度回転させた場合の配置位置になっている。図５１には、Ｕ，Ｖ，Ｗ相のうち、Ｕ相のみの中間導線部１５２を４つ示し、これら中間導線部１５２を第１～第４導線部６３Ｕ１～６３Ｕ４と称すこととする。また、図５１では、便宜上、固定子コア５２等を直線状に展開して示しており、９０度ずつ回転していることをわかりやすくするために、各導線材ＣＲの特定の１つＣＡにハッチングを付している。
Among the
第２導線部６３Ｕ２における各導線材ＣＲの配置位置は、第１導線部６３Ｕ１における各導線材ＣＲの配置位置を、軸方向から見て特定回転方向に９０度回転させた場合における配置位置になっている。第２導線部６３Ｕ２と第１導線部６３Ｕ１とは、１つの部分巻線１５１を構成している。第２導線部６３Ｕ２の各導線材ＣＲに流れる電流の向きは、第１導線部６３Ｕ１の各導線材ＣＲに流れる電流の向きとは逆向きである。 The arrangement position of each conducting wire CR in the second conducting wire portion 63U2 is the arrangement position when the arrangement position of each conducting wire CR in the first conducting wire portion 63U1 is rotated 90 degrees in a specific rotation direction when viewed from the axial direction. ing. The second conducting wire portion 63U2 and the first conducting wire portion 63U1 constitute one partial winding 151. The direction of the current flowing through each conducting wire CR of the second conducting wire portion 63U2 is opposite to the direction of the current flowing through each conducting wire CR of the first conducting wire portion 63U1.
第３導線部６３Ｕ３における各導線材ＣＲの配置位置は、第２導線部６３Ｕ２における各導線材ＣＲの配置位置を、軸方向から見て特定回転方向に９０度回転させた場合における配置位置になっている。第３導線部６３Ｕ３の各導線材ＣＲに流れる電流の向きは、第２導線部６３Ｕ２の各導線材ＣＲに流れる電流の向きとは逆向きである。 The arrangement position of each conducting wire CR in the third conducting wire portion 63U3 is the arrangement position when the arrangement position of each conducting wire CR in the second conducting wire portion 63U2 is rotated 90 degrees in a specific rotation direction when viewed from the axial direction. ing. The direction of the current flowing through each conducting wire CR of the third conducting wire portion 63U3 is opposite to the direction of the current flowing through each conducting wire CR of the second conducting wire portion 63U2.
第４導線部６３Ｕ４における各導線材ＣＲの配置位置は、第３導線部６３Ｕ３における各導線材ＣＲの配置位置を、軸方向から見て特定回転方向に９０度回転させた場合における配置位置になっている。第４導線部６３Ｕ４と第３導線部６３Ｕ３とは、１つの部分巻線１５１を構成している。第４導線部６３Ｕ４の各導線材ＣＲに流れる電流の向きは、第３導線部６３Ｕ３の各導線材ＣＲに流れる電流の向きとは逆向きである。以下、上述した配置位置を採用する理由について説明する。 The arrangement position of each conducting wire CR in the fourth conducting wire part 63U4 is the arrangement position when the arrangement position of each conducting wire CR in the third conducting wire part 63U3 is rotated 90 degrees in a specific rotation direction when viewed from the axial direction. ing. The fourth conducting wire portion 63U4 and the third conducting wire portion 63U3 constitute one partial winding 151. The direction of the current flowing through each conducting wire CR of the fourth conducting wire portion 63U4 is opposite to the direction of the current flowing through each conducting wire CR of the third conducting wire portion 63U3. The reason for adopting the above arrangement position will be explained below.
図５２を用いて、第１導線部６３Ｕ１及び第２導線部６３Ｕ２を構成する１つの導線材ＣＲに着目して説明する。この導線材ＣＲは、複数の導線ＴＴの並列接続体で構成されている。この並列接続体の第１端側は、インバータ２６０側のバスバー２１１に電気的に接続され、第２端側は、中性点側のバスバー２１４に電気的に接続されている。これにより、第１導線部６３Ｕ１及び第２導線部６３Ｕ２において閉ループ回路が形成されている。
With reference to FIG. 52, description will be given focusing on one conductive wire CR constituting the first conductive wire portion 63U1 and the second conductive wire portion 63U2. This conducting wire material CR is composed of a parallel connection body of a plurality of conducting wires TT. The first end side of this parallel connection body is electrically connected to the
磁石ユニット２２の磁石磁束が導線ＴＴに鎖交すると、この鎖交磁束の時間変化率に応じた起電圧（誘起電圧）が導線ＴＴに発生する。導線ＴＴに鎖交する磁石磁束量は、導線ＴＴの磁石ユニット２２に対する周方向位置、及び導線ＴＴの磁石ユニット２２に対する径方向位置で異なる。磁石ユニット２２に対する位置が異なると、導線材ＣＲにおいて、第１導線部６３Ｕ１を構成する部分で発生する起電圧と、第２導線部６３Ｕ２を構成する部分で発生する起電圧との差が大きくなり、上記閉ループ回路に流れる循環電流が増加するおそれがある。
When the magnetic flux of the
そこで、本実施形態では、図５１に示す配置方法を採用する。これにより、磁石ユニット２２に対する導線ＴＴの周方向，径方向位置が異なることに起因した起電圧の差を低減させやすい構成を実現できる。詳しくは、図５１に示す構成によれば、周方向に隣り合う同相の各中間導線部１５２を構成する各導線ＴＴの配置位置が軸方向から見て全て同じ配置位置とされている構成よりも、各導線材ＣＲで発生する起電圧の差を小さくできる。その結果、上記閉ループ回路に流れる循環電流を低減させることができる。
Therefore, in this embodiment, the arrangement method shown in FIG. 51 is adopted. Thereby, it is possible to realize a configuration in which the difference in electromotive force caused by the difference in the circumferential and radial positions of the conducting wire TT with respect to the
また、本実施形態では、中間導線部１５２の断面形状が正方形状である。このため、周方向に隣り合う同相の中間導線部１５２のうち、一方の中間導線部の径方向の厚さ寸法と、他方の中間導線部の径方向の厚さ寸法とを等しくすることができる。これにより、図５１に示す配置方法を採用する場合において、固定子コア６２の外周面と磁石ユニット２２の内周面との間のエアギャップを周方向において均一化することができる。
Further, in this embodiment, the cross-sectional shape of the
（第２実施形態の変形例）
・磁石は、円弧配向に限らず、例えばパラレル配向であってもよい。
(Modified example of second embodiment)
- The magnets are not limited to circular orientation, but may be, for example, parallel orientation.
・固定子巻線の相数が６であり、磁石ユニットの磁極の数が８であってもよい。 - The number of phases of the stator winding may be six, and the number of magnetic poles of the magnet unit may be eight.
この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。 The disclosure in this specification is not limited to the illustrated embodiments. The disclosure includes the illustrated embodiments and variations thereon by those skilled in the art. For example, the disclosure is not limited to the combinations of parts and/or elements illustrated in the embodiments. The disclosure can be implemented in various combinations. The disclosure may have additional parts that can be added to the embodiments. The disclosure includes those in which parts and/or elements of the embodiments are omitted. The disclosure encompasses any substitutions or combinations of parts and/or elements between one embodiment and other embodiments. The disclosed technical scope is not limited to the description of the embodiments. The technical scope of some of the disclosed technical scopes is indicated by the description of the claims, and should be understood to include equivalent meanings and all changes within the scope of the claims.
１０…回転電機、２０…回転子、２２…磁石ユニット、６０…固定子、６１…固定子巻線。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
多相の電機子巻線（６１）を有する電機子（６０）と、を備え、前記界磁子及び前記電機子のうちいずれかが回転子とされている回転電機（１０）において、
各相の前記電機子巻線は、軸方向に延びかつ周方向に並べて設けられる導線部（１５２，６３Ｕ１～６３Ｕ４）を有し、
前記電機子において、
周方向における前記各導線部の間に導線間部材を設け、かつその導線間部材として、１磁極における前記導線間部材の周方向の幅寸法をＷｔ、前記導線間部材の飽和磁束密度をＢｓ、１磁極における前記磁石部の周方向の幅寸法をＷｍ、前記磁石部の残留磁束密度をＢｒとした場合に、Ｗｔ×Ｂｓ≦Ｗｍ×Ｂｒの関係となる磁性材料、若しくは非磁性材料を用いる構成か、又は周方向における前記各導線部の間に導線間部材を設けていない構成となっており、
前記電機子巻線の相数と前記磁極の数との乗算値が４８とされており、
前記各導線部の断面形状が正方形状とされており、
各相の前記電機子巻線は、複数の部分巻線（１５１）からなり、
前記部分巻線は、軸方向に延びかつ周方向に所定間隔を離して設けられる一対の前記導線部と、軸方向一端側及び他端側に設けられ一対の前記導線部を環状に接続する渡り部と、を有し、一対の前記導線部及び前記各渡り部にて導線材（ＣＲ）が多重に巻回されて構成されており、
前記部分巻線における一対の前記導線部の間に、他相の前記部分巻線における一対の前記導線部のうち一方の導線部が配置されることで、各相の前記導線部が周方向に所定順序で並べられており、
前記導線材は、径方向及び周方向それぞれに並べて設けられた複数の導線（ＴＴ）を有し、複数の前記導線の並列接続体で構成されており、
周方向に隣り合う同相の前記導線部それぞれにおいて、前記各導線材の相対的な位置関係及び前記各導線の相対的な位置関係が維持されており、
周方向に隣り合う同相の前記導線部のうち、一方の導線部を構成する前記各導線の配置位置が、前記他方の導線部を構成する前記各導線の配置位置を軸方向から見て９０度回転させた場合の配置位置になっている回転電機。 a field element (20) including a magnet portion (22) having a plurality of magnetic poles with alternating polarities in the circumferential direction;
A rotating electrical machine (10) comprising an armature (60) having a multiphase armature winding (61), and in which either the field element or the armature is a rotor,
The armature winding of each phase has conducting wire portions (152, 63U1 to 63U4) extending in the axial direction and arranged in the circumferential direction,
In the armature,
An inter-conductor member is provided between each conductor portion in the circumferential direction, and as the inter-conductor member, the width dimension in the circumferential direction of the inter-conductor member at one magnetic pole is Wt, the saturation magnetic flux density of the inter-conductor member is Bs, A configuration using a magnetic material or a non-magnetic material satisfying the relationship Wt×Bs≦Wm×Br, where Wm is the width dimension in the circumferential direction of the magnet portion in one magnetic pole, and Br is the residual magnetic flux density of the magnet portion. Or, it has a configuration in which no inter-conductor member is provided between each of the conductor portions in the circumferential direction,
A multiplication value of the number of phases of the armature winding and the number of magnetic poles is 48,
The cross-sectional shape of each of the conductive wire portions is square,
The armature winding of each phase consists of a plurality of partial windings (151),
The partial winding includes a pair of conductive wire portions that extend in the axial direction and are provided at a predetermined interval in the circumferential direction, and a crossover that is provided at one end and the other end in the axial direction and connects the pair of conductive wire portions in an annular manner. and a conductive wire (CR) is wound multiple times at the pair of conductive wire portions and each of the transition portions,
One of the pair of conductor parts in the partial winding of the other phase is arranged between the pair of conductor parts in the partial winding, so that the conductor part of each phase is arranged in the circumferential direction. arranged in a predetermined order,
The conductive wire material has a plurality of conductive wires (TT) arranged in each of the radial direction and the circumferential direction, and is composed of a parallel connection body of the plurality of conductive wires,
In each of the same-phase conductive wire portions adjacent in the circumferential direction, the relative positional relationship of the respective conductive wire materials and the relative positional relationship of the respective conductive wires are maintained,
Among the conducting wire portions of the same phase that are adjacent to each other in the circumferential direction, the arrangement position of each of the conducting wires constituting one conducting wire portion is 90 degrees when viewed from the axial direction with respect to the arrangement position of each of the conducting wires constituting the other conducting wire portion. A rotating electric machine that is located in the position when it is rotated .
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