WO2019208032A1 - 固定子、及び回転電機 - Google Patents

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WO2019208032A1
WO2019208032A1 PCT/JP2019/011654 JP2019011654W WO2019208032A1 WO 2019208032 A1 WO2019208032 A1 WO 2019208032A1 JP 2019011654 W JP2019011654 W JP 2019011654W WO 2019208032 A1 WO2019208032 A1 WO 2019208032A1
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WO
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winding
stator
insulating coating
slot
coil
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Application number
PCT/JP2019/011654
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English (en)
French (fr)
Inventor
中山　健一
博光 岡本
知紘 福田
雄貴 荒井
恵 山村
知弘 安達
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to a rotating electrical machine stator and a rotating electrical machine including the stator.
  • Rotating electric machine has a stator and a rotor.
  • the stator includes a coil constituted by windings and an iron core.
  • the rotating electrical machine generates a rotating magnetic field when AC power is supplied to the coil of the stator, and rotates the rotor by the rotating magnetic field.
  • AC energy can be output from the coil by converting mechanical energy applied to the rotor into electrical energy.
  • the rotating electrical machine operates as an electric motor or a generator.
  • a rotating electrical machine provided in an automobile generates torque for driving the automobile or generates electric power during braking.
  • Patent Documents 1 and 2 describe inventions that improve insulation by changing the thickness of the insulating coating of the coil at the coil end portion depending on the portion of the winding.
  • Rotating electric machine stators must maintain high insulation, especially between different-phase coils with different voltages.
  • the coil winding has a thick insulating coating only at a portion in contact with the coil of a different phase at the coil end.
  • the coil accommodated in the slot of the iron core is formed by twist molding that twists the winding, but the twisted winding may cause the insulation film to extend and crack, resulting in a decrease in insulation. Concerned.
  • An object of the present invention is to provide a stator with improved coil insulation, particularly insulation between different-phase coils, and a rotating electrical machine including the stator.
  • the stator according to the present invention includes a cylindrical stator core having a plurality of slots, and a stator coil that is constituted by windings and is accommodated in the slots.
  • the winding includes an insulating coating on a surface, and a portion of the insulating coating in a cross section perpendicular to the length direction is inside the slot, and the portion of the portion opposite to the center of the winding Thicker than the insulation coating.
  • the winding adjacent to the stator coil out of phase has the insulating coating of the portion adjacent to the stator coil out of phase, and the opposite portion of the portion adjacent to the stator coil out of phase. It is thicker than the insulating coating.
  • stator with improved coil insulation, particularly between different-phase coils, and a rotating electrical machine including the stator.
  • FIG. 1 It is sectional drawing of the rotary electric machine by Example 1 of this invention. It is a whole perspective view of a stator. It is a whole perspective view of a stator core. It is sectional drawing perpendicular
  • Example 1 it is sectional drawing of the slot which shows the coil
  • Example 1 it is sectional drawing of the slot which shows another coil
  • Example 2 it is sectional drawing of the slot which shows the coil
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a concentrated winding stator with a round winding. It is a figure which shows schematic structure of the hybrid type electric vehicle (HEV) carrying the rotary electric machine by the Example of this invention.
  • HEV hybrid type electric vehicle
  • the winding of the stator coil wound around the slot of the stator core has an insulating coating on the surface, and a portion of the insulation in a cross section perpendicular to the length direction is provided inside the slot.
  • the coating is thicker than the insulating coating on the opposite part of this part (the part on the opposite side across the center of the winding).
  • the winding adjacent to the coil of the different phase has an insulating film adjacent to the coil of the phase out of the portion adjacent to the coil of the different phase (on the opposite side across the center of the winding). It is thicker than the insulation film of (part).
  • a part of the insulating film in a cross section perpendicular to the length direction is thicker than the insulating film on the opposite part of the part.
  • the rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention is a rotating electrical machine suitable for use in driving an automobile.
  • the so-called electric vehicles using a rotating electric machine include a hybrid type electric vehicle (HEV) having both an engine and a rotating electric machine, and a pure electric vehicle (EV) that runs only by the rotating electric machine without using an engine.
  • HEV hybrid type electric vehicle
  • EV pure electric vehicle
  • the rotating electrical machine described below can be used for both electric vehicles.
  • a rotating electric machine used as a representative for a hybrid type vehicle will be described.
  • axial direction refers to the direction along the rotational axis of the rotating electrical machine.
  • the “circumferential direction” refers to a direction along the rotation direction of the rotating electrical machine.
  • the “radial direction” refers to a radial direction (radial direction) when the rotation axis of the rotating electrical machine is the center.
  • Inner circumference side refers to the inner side in the radial direction (the inner diameter side that is a portion close to the rotation axis).
  • outer peripheral side refers to the reverse direction of the inner peripheral side, that is, the outer side in the radial direction (the outer diameter side that is a portion far from the rotation axis).
  • the axial direction, the circumferential direction, and the radial direction are the same as the axial direction, the circumferential direction, and the radial direction of the stator and the stator core, respectively.
  • FIG. 17 is a diagram showing a schematic configuration of a hybrid type electric vehicle (HEV) equipped with a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention.
  • the HEV includes an engine ENG and a rotating electrical machine 10 as main power on the front wheel side.
  • the power generated by the engine ENG and the rotating electrical machine 10 is shifted by the transmission TR and transmitted to the front wheel drive wheels FW.
  • the rotating electrical machine 10 disposed on the rear wheel side and the rear wheel side driving wheel RW are mechanically connected, and the power of the rotating electrical machine 10 is transmitted to the rear wheel side driving wheel RW.
  • the rotating electrical machine 10 that is the power source on the front wheel side is disposed between the engine ENG and the transmission TR.
  • the rotating electrical machine 10 starts the engine ENG, and switches between generation of driving force and generation of electric power for recovering energy at the time of vehicle deceleration as electric energy according to the traveling state of the vehicle.
  • the driving operation and power generation operation of the rotating electrical machine 10 are controlled by the power converter INV so that the torque and the rotational speed are optimized in accordance with the driving state of the vehicle.
  • Electric power necessary for driving the rotating electrical machine 10 is supplied from the battery BAT via the power converter INV. Further, when the rotating electrical machine 10 performs a power generation operation, the battery BAT is charged with electrical energy via the power converter INV.
  • the rotating electrical machine 10 is a three-phase synchronous motor with a built-in permanent magnet.
  • the rotating electrical machine 10 operates as an electric motor that rotates the rotor when a three-phase alternating current is supplied to the stator coil. Further, when the rotor is rotated by the engine ENG, the rotating electrical machine 10 operates as a generator and outputs three-phase AC generated power. That is, the rotating electrical machine 10 has both a function as an electric motor that generates rotational torque based on electric energy and a function as a generator that generates electric power based on mechanical energy. Two functions can be selectively used.
  • stator and the rotating electrical machine 10 according to the first embodiment of the present invention will be described.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a rotating electrical machine 10 according to this embodiment.
  • the rotating electrical machine 10 includes a stator 20, a housing 50 that holds the stator 20, and a rotor 11 that is disposed on the inner peripheral side of the stator 20.
  • the rotating electrical machine 10 is installed inside the liquid cooling jacket 130.
  • the liquid cooling jacket 130 is configured by a case of the engine ENG or a case of the transmission TR, and is fixed to the outer peripheral side of the housing 50.
  • the inner peripheral wall of the liquid cooling jacket 130 and the outer peripheral wall of the housing 50 constitute a refrigerant passage 153 for a liquid refrigerant RF such as oil.
  • the stator 20 includes a cylindrical stator core 132 and a stator coil.
  • the stator coil includes coil ends 61 and 62.
  • the rotor 11 includes a rotor core 12, a shaft 13, and a permanent magnet 18, and is fixed to the shaft 13.
  • the shaft 13 is a rotating shaft of the rotating electrical machine 10 and is rotatably supported by bearings 144 and 145 provided in the liquid cooling jacket 130. For this reason, the liquid cooling jacket 130 is also referred to as a bearing bracket.
  • the liquid stored in the refrigerant storage space 150 passes through the refrigerant passage 153 and further flows out toward the stator 20 through the refrigerant passages 154 and 155 in the refrigerant RF.
  • the child 20 is cooled.
  • the refrigerant RF may be cooling oil.
  • the stator 20 is fixed to the inner peripheral side of the housing 50.
  • the rotor 11 is rotatably supported on the inner peripheral side of the stator 20.
  • the housing 50 has a cylindrical shape and constitutes an outer casing of the rotating electrical machine 10 and is also referred to as a frame or a frame.
  • the housing 50 can be manufactured by forming a steel plate (such as a high-tensile steel plate) having a thickness of about 2 to 5 mm into a cylindrical shape by drawing.
  • the housing 50 can also be manufactured by cutting an iron-based material such as carbon steel, casting of cast steel or aluminum alloy, or pressing.
  • the housing 50 is provided with a plurality of flanges (not shown) attached to the liquid cooling jacket 130.
  • the plurality of flanges project radially outward at the peripheral edge of one end surface of the cylindrical housing 50.
  • the flange is formed by cutting away a portion other than the flange at the end portion formed during the drawing process, and is integrated with the housing 50. Note that the stator 20 may be directly fixed to the liquid cooling jacket 130 as a case without providing the housing 50.
  • FIG. 2 is an overall perspective view of the stator 20.
  • FIG. 3 is an overall perspective view of the stator core 132.
  • the stator 20 includes a stator core 132 and a stator coil 60 composed of windings 28.
  • the stator core 132 is configured by laminating thin sheets of silicon steel plates.
  • the stator core 132 includes a plurality of slots 420 on the inner periphery thereof.
  • the stator coil 60 is wound around a slot 420 and includes coil ends 61 and 62. Heat generated from the stator coil 60 is transmitted to the liquid cooling jacket 130 via the stator core 132 and is cooled by the refrigerant RF flowing through the liquid cooling jacket 130.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view perpendicular to the axial direction of the rotor 11 and the stator core 132.
  • the shaft 13 is not shown.
  • the rotor core 12 is configured by laminating thin sheets of silicon steel plates.
  • the shaft 13 is fixed to the center in the radial direction of the rotor core 12.
  • the shaft 13 is rotatably held by bearings 144 and 145 attached to the liquid cooling jacket 130, and rotates at a predetermined position on the inner peripheral side of the stator 20 at a position facing the stator 20.
  • the rotor 11 includes a permanent magnet 18 and an end ring (not shown).
  • the stator core 132 includes a plurality of slots 420 parallel to the axial direction.
  • the slots 420 are formed in the stator core 132 so as to be equally spaced in the circumferential direction.
  • the number of slots 420 is 72 in this embodiment, for example.
  • the slot 420 accommodates the stator coil 60.
  • a portion of the slot 420 that accommodates the stator coil 60 is referred to as a coil mounting portion.
  • the inner peripheral side of each slot 420 is open.
  • the width in the circumferential direction of the slot 420 is such that the width at the opening is substantially equal to the width at the coil mounting portion or slightly smaller than the width at the coil mounting portion.
  • an insulating member for example, insulating paper
  • a slot liner 310 is installed between the slot 420 and the stator coil 60 inside the slot 420.
  • teeth 430 are formed between the slots 420.
  • Each tooth 430 is integrated with an annular core back 440.
  • the stator core 132 is an integral core in which the teeth 430 and the core back 440 are integrally molded.
  • the teeth 430 guides the rotating magnetic field generated by the stator coil 60 to the rotor 11 and causes the rotor 11 to generate rotational torque.
  • the stator core 132 is manufactured by punching a magnetic steel sheet having a thickness of about 0.05 to 1.0 mm into a circular shape, and laminating and welding a plurality of the formed circular magnetic steel sheets. it can.
  • the welded portion 200 which is a portion where a plurality of electromagnetic steel plates are welded, is parallel to the axial direction at the outer peripheral portion of the cylindrical stator core 132 by TIG welding or laser welding. Is provided.
  • a plurality of electromagnetic steel plates may be fixed by caulking or the like, and the stator core 132 may be directly inserted into the case and fixed.
  • the rotor core 12 includes magnet insertion holes 810 formed at equal intervals. Inside each magnet insertion hole 810, a rectangular permanent magnet 18 is fixed with an adhesive, powder resin, a mold or the like. The circumferential width of the magnet insertion hole 810 is larger than the circumferential width of the permanent magnet 18, and magnetic gaps 156 are provided on both sides of the permanent magnet 18 in the circumferential direction. An adhesive may be embedded between the magnetic gap 156 and the permanent magnet 18, or a molding resin in which the permanent magnet 18 is solidified and integrated may be provided. The permanent magnet 18 has an action of forming a field pole of the rotor 11.
  • the configuration in which one magnetic pole is formed by one permanent magnet 18 is illustrated, but the number of permanent magnets 18 constituting each magnetic pole may be plural.
  • the number of the permanent magnets 18 is increased, the magnetic flux density of the magnetic pole formed by the permanent magnets 18 is increased, and the magnet torque can be increased.
  • the magnetization direction of the permanent magnet 18 is in the radial direction, and the direction of the magnetization direction is reversed for each field pole. That is, the permanent magnet 18 for forming a certain magnetic pole has the stator 20 side surface (the outer peripheral side surface) magnetized to the N pole, and the rotating shaft side surface (the inner peripheral side surface) is the S pole. If the permanent magnet 18 forming the magnetic pole adjacent to the magnetic pole by the permanent magnet 18 is magnetized to the south pole, the surface on the rotating shaft side is magnetized to the north pole. Has been. That is, these permanent magnets 18 are magnetized and arranged so that the magnetization direction is alternately changed for each magnetic pole in the circumferential direction. In this embodiment, twelve permanent magnets 18 are arranged at equal intervals, and the rotor 11 forms 12 magnetic poles.
  • a neodymium-based or samarium-based sintered magnet, a ferrite magnet, a neodymium-based bond magnet, or the like can be used as the permanent magnet 18, a neodymium-based or samarium-based sintered magnet, a ferrite magnet, a neodymium-based bond magnet, or the like can be used.
  • auxiliary magnetic poles 160 are formed between the permanent magnets 18 forming the magnetic poles.
  • the auxiliary magnetic pole 160 acts so that the magnetic resistance of the q-axis magnetic flux generated by the stator coil 60 is reduced.
  • the auxiliary magnetic pole 160 makes the magnetic resistance of the q-axis magnetic flux much smaller than the magnetic resistance of the d-axis magnetic flux, so that a large reluctance torque can be generated.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the stator coil 60.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram showing a connection state of the stator coil 60.
  • the stator coil 60 is a 2-star configuration stator coil in which two star connections shown in FIG. 6 are connected in parallel.
  • stator coil 60 includes a star connection of U1-phase coil 60U1, V1-phase coil 60V1, and W1-phase coil 60W1, and a star connection of U2-phase coil 60U2, V2-phase coil 60V2, and W2-phase coil 60W2. These two star connections have neutral points N1 and N2, respectively.
  • U1-phase coil 60U1 and U2-phase coil 60U2 constitute U-phase coil 60U.
  • V1 phase coil 60V1 and V2 phase coil 60V2 constitute V phase coil 60V.
  • W1-phase coil 60W1 and W2-phase coil 60W2 constitute W-phase coil 60W.
  • the winding 28 constituting the stator coil 60 may be a rectangular wire having a rectangular cross section perpendicular to the length direction, or a round wire having a round cross section.
  • the rectangular wire is more efficient than the round wire. Is desirable.
  • the length of each side of the cross section of the rectangular wire may be long in the radial direction of the stator core 132 or may be long in the circumferential direction.
  • the winding 28 of the stator coil 60 is a rectangular wire having a rectangular cross section, and the long side of the rectangular cross section is along the circumferential direction in the slot 420 and the short side is along the radial direction.
  • the winding 28 of the stator coil 60 includes a segment conductor that is a conductor portion and an insulating coating provided on the surface of the winding 28.
  • the insulating coating covers the outer periphery of the segment conductor.
  • oxygen-free copper or oxygen-containing copper can be used for the segment conductor.
  • aerobic copper used for the segment conductor has an oxygen content of about 10 ppm to about 1000 ppm.
  • the insulating film for example, enamel or resin can be used.
  • FIG. 7A and 7B are diagrams illustrating the windings 28 that constitute the stator coil 60.
  • FIG. 7A is a diagram showing the shape of the winding 28 before being received in the slot 420 of the stator core 132.
  • FIG. 7B is a diagram illustrating the shape of the winding 28 after being received in the slot 420 of the stator core 132.
  • winding 28 is comprised by the flat wire, and is a substantially U shape which has a pair of leg part 28B which is a linear part, and the top part 28C which connects these.
  • One end of the leg portion 28 ⁇ / b> B is connected to the top portion 28 ⁇ / b> C, and the other end is an end portion 28 ⁇ / b> E of the winding 28.
  • the pair of leg portions 28B of the winding 28 is connected to one of the axial directions of the stator core 132 (see FIG. In the case of 7B, they are inserted into different slots 420 from above. Thereafter, the legs 28B1 and 28B2 protruding from the slot 420 on the other axial direction of the stator core 132 (downward in FIG. 7B) are bent in the direction (circumferential direction) of the winding 28 to be connected. Then, the end portion 28E of the bent leg portion 28B1 and the end portion 28E of the bent leg portion 28B2 are welded to each other.
  • the top portion 28 ⁇ / b> C of the winding 28 protrudes from the slot 420 in one axial direction of the stator core 132. Therefore, in the stator coil 60, the plurality of end portions 28 ⁇ / b> E and the plurality of crown portions 28 ⁇ / b> C protrude from the stator core 132.
  • a set of the tops 28 ⁇ / b> C protruding from one axial direction of the stator core 132 constitutes one coil end 61 in the axial direction of the stator coil 60.
  • a set of end portions 28 ⁇ / b> E protruding from the other axial direction of the stator core 132 constitutes a coil end 62 on the other axial side of the stator coil 60.
  • the coil end 61 is also referred to as an anti-welding side coil end 61
  • the coil end 62 is also referred to as a welding side coil end 62.
  • a lead wire 41U1 is connected to one end of the U1-phase coil 60U1, and a lead wire 41U2 is connected to one end of the U2-phase coil 60U2.
  • a lead wire 41V1 is connected to one end of the V1 phase coil 60V1
  • a lead wire 41V2 is connected to one end of the V2 phase coil 60V2.
  • the lead wire 41W1 is connected to one end of the W1 phase coil 60W1
  • the lead wire 41W2 is connected to one end of the W2 phase coil 60W2.
  • the lead wire 41U1 and the lead wire 41U2 are drawn out at the coil end 61 on the anti-welding side.
  • the lead wire 41U1 and the lead wire 41U2 are grouped together by an AC terminal 42U.
  • the lead wire 41V1 and the lead wire 41V2 are combined into one by the AC terminal 42V.
  • the lead wire 41W1 and the lead wire 41W2 are combined into one by the AC terminal 42W.
  • a neutral point connection conductor 40N1 and a neutral point connection conductor 40N2 are disposed on the non-welding side coil end 61.
  • Neutral point connection conductor 40N1 connects these three-phase coils at neutral point N1 in the star connection of U1-phase coil 60U1, V1-phase coil 60V1, and W1-phase coil 60W1 shown in FIG.
  • Neutral point connection conductor 40N2 connects these three-phase coils at neutral point N2 in the star connection of U2-phase coil 60U2, V2-phase coil 60V2, and W2-phase coil 60W2 shown in FIG.
  • a winding 28 is wound around the stator core 132 by a distributed winding method.
  • the distributed winding is a method in which the winding 28 is wound around the stator core 132 so as to be distributed and accommodated in a plurality of slots 420 (see FIG. 3).
  • the formed magnetic flux distribution is closer to a sine wave than concentrated winding, and is characterized in that reluctance torque is likely to be generated.
  • the rotating electrical machine 10 according to the present embodiment has improved controllability of control utilizing field-weakening control and reluctance torque, and can be used over a wide rotational speed range from low rotational speed to high rotational speed. Excellent motor characteristics suitable for electric vehicles can be obtained.
  • FIG. 8 is a perspective view of a U-phase coil 60U that is one phase of the stator coil 60 shown in FIG.
  • U-phase coil 60 ⁇ / b> U includes two U-phase coils 60 ⁇ / b> U ⁇ b> 1 and U ⁇ b> 2 -phase coil 60 ⁇ / b> U that are two star connections connected in parallel.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the U1-phase coil 60U1.
  • One end of the winding 28 constituting the U1-phase coil 60U1 is connected to the AC terminal 42U, and the other end is connected to the neutral point connection conductor 40N1 (see also FIG. 6).
  • FIG. 10 is a perspective view showing the U2-phase coil 60U2.
  • One end of the winding 28 constituting the U2-phase coil 60U2 is connected to the AC terminal 42U, and the other end is connected to the neutral point connection conductor 40N2 (see also FIG. 6).
  • FIG. 11 is a view showing the winding 28 accommodated in the slot 420 of the stator core 132, and is a cross-sectional view of the slot 420.
  • a winding 420 constituting the U1-phase coil 60U1 a winding 28 constituting the U2-phase coil 60U2
  • a winding 28 constituting the W1-phase coil 60W1 are provided in the slot 420.
  • Winding 28 constituting W2-phase coil 60W2 is housed side by side in the radial direction.
  • the winding 28 includes a segment conductor 28G that is a conductor portion, and an insulating coating 28H that is provided on the surface of the winding 28 and covers the outer periphery of the segment conductor 28G.
  • the thickness of one insulating coating 28H in the radial direction and the thickness of the other insulating coating 28H are different from each other inside the slot 420.
  • the winding 28 that is adjacent to the different phase coil in the radial direction has a portion of the insulating coating 28H adjacent to the different phase coil that is opposite to the portion adjacent to the different phase coil (the center of the winding). It is thicker than the insulating coating 28H in the opposite radial direction).
  • the winding 28 (28a) constituting the U2-phase coil 60U2 is adjacent to the W1-phase coil 60W1 in the radial direction and insulated from the portion adjacent to the W1-phase coil 60W1.
  • the coating 28H (28HT) is thicker than the insulating coating 28H (28Ht) on the opposite side of the portion adjacent to the W1-phase coil 60W1 of the winding 28a.
  • winding 28 (28b) constituting W1-phase coil 60W1 is adjacent to U2-phase coil 60U2 in the radial direction
  • insulating coating 28H (28HT) is adjacent to U2-phase coil 60U2.
  • the winding 28b is thicker than the insulating coating 28H (28Ht) at the portion opposite to the portion adjacent to the U2-phase coil 60U2. Further, in the slot 420, in the winding 28, the insulating coating 28H on one side in the radial direction is thinner than the insulating coating 28H on the other side in the radial direction among the portions adjacent to the in-phase coil.
  • the windings 28 (28a, 28b) adjacent to the windings 28 of the different phase coils are adjacent to each other with the thick portions 28HT of the insulation coating 28H, and insulation between the coils of the different phase is performed. Improves. For this reason, it is not necessary to arrange an insulating member (for example, insulating paper) between coils of different phases.
  • an insulating member for example, insulating paper
  • a part of the insulating film in a cross section perpendicular to the length direction is thicker than the insulating film on the opposite part of this part. .
  • the thickness of one insulating coating 28H in the radial direction of the winding 28 is different from the thickness of the other insulating coating 28H in the slot 420, and is adjacent to the coil of a different phase in the radial direction.
  • the winding 28 is formed so that the insulating coating 28H (28HT) in the adjacent winding 28 of the matching winding 28 is thicker than the insulating coating 28H (28Ht) in the opposite portion of the adjacent winding. It is easy to wrap around the stator core 132. Since such a winding 28 can be easily manufactured, the stator 20 can be easily manufactured by winding such a winding 28 around the stator core 132.
  • the winding 28 has a portion 28HT having a thick insulating coating 28H, when the winding 28 is formed by twist molding, a crack occurs in the insulating coating 28H of the top portion 28C, and the insulation of the winding 28 decreases. Can be prevented.
  • FIG. 7C is a diagram showing the winding 28 that is twisted and accommodated in the slot 420 of the stator core 132.
  • a portion 28HT where the insulating coating 28H of the winding 28 is thick is hatched.
  • the top portion 28 ⁇ / b> C protruding from the slot 420 of the winding 28 is twisted (ie, twisted) when the winding 28 is received in the slot 420.
  • the winding 28 accommodated in the slot 420 has a substantially U shape with the top portion 28C as a top portion, and a substantially U-shaped outer peripheral portion extends at the time of twist molding. For this reason, there is a possibility that the top 28C of the winding 28 is twisted during twist molding, and the insulating coating 28H on the outer peripheral portion extends to cause cracks.
  • the winding 28 includes the thick portion 28HT of the insulating coating 28H even at the top portion 28C. Therefore, if the thick portion 28HT of the insulating coating 28H is positioned in the portion extending during the twist molding, the winding 28 is twisted during the twist molding. Can be prevented from cracking at the top 28C of the insulating coating 28H. Thereby, in the anti-welding side coil end 61, the insulation between the stator coils 60 can be improved.
  • the slot liner 310 installed between the slot 420 and the stator coil 60 can use what was shape
  • FIG. 12 is a view showing another winding 28 accommodated in the slot 420 of the stator core 132, and is a cross-sectional view of the slot 420.
  • FIG. 12 the description of the same configuration as in FIG. 11 is omitted.
  • the winding 28 is a flat wire, and among the four surfaces constituting the winding 28, the insulating coating 28H on the two surfaces adjacent to each other has two surfaces (the two surfaces facing each other).
  • the insulating film 28H is thicker on the two opposite surfaces across the center of the winding 28).
  • the thickness of one insulating coating 28H in the radial direction is different from the thickness of the other insulating coating 28H inside the slot 420, and the thickness of one insulating coating 28H in the circumferential direction is different. And the thickness of the other insulating coating 28H is different. That is, in the winding 28, in the slot 420, one insulating coating 28H (28HT) is thick and the other insulating coating 28H (28Ht) is thin in the circumferential direction and the radial direction.
  • a portion 28HT where the insulating coating 28H is thick in the circumferential direction of one winding 28 and a portion where the insulating coating 28H is thin in the circumferential direction of the other winding 28 28Ht is adjacent in the radial direction. That is, in the winding 28 arranged in the radial direction in the slot 420, the thick portions 28H) and the thin portions 28Ht of the insulating coating 28H are alternately arranged in the radial direction.
  • the winding 28 that is adjacent to the different phase coil in the radial direction has a portion of the insulating coating 28H (28HT) adjacent to the different phase coil opposite to the portion adjacent to the different phase coil (winding). It is thicker than the insulating coating 28H (28Ht) in the opposite part across the center of the line. For this reason, in the slot 420, the windings 28 (28a, 28b) adjacent to the windings 28 of the different-phase coils are adjacent to each other with the portions 28HT having thick insulating coatings 28H, and the insulation between the different-phase coils is provided. improves. For this reason, it is not necessary to arrange an insulating member (for example, insulating paper) between coils of different phases.
  • an insulating member for example, insulating paper
  • the legs 28B1 and 28B2 of the winding 28 protruding from the slot 420 are bent in the direction (circumferential direction) of the winding 28 to be connected, and the ends of the bent legs 28B1 are bent.
  • the portion 28E and the end portion 28E of the bent leg portion 28B2 are welded to each other.
  • the leg portions 28B1 and 28B2 are bent, the insulating coating 28H in the outer peripheral portion may extend and cracks may occur.
  • the winding 28 since the winding 28 includes the thick portion 28HT of the insulating coating 28H even in the leg portions 28B1 and 28B2, the thick portion 28HT of the insulating coating 28H is formed on the portion that extends when the leg portions 28B1 and 28B2 are bent.
  • the insulating coating 28H can be prevented from cracking at the leg portions 28B1 and 28B2. Thereby, in the welding side coil end 62, the insulation of the stator coils 60 can be improved.
  • the winding 28 includes the thick portion 28HT of the insulating coating 28H even in the top portion 28C, as in the configuration shown in FIG. It is possible to prevent the insulating coating 28H on the top portion 28C from cracking and lowering the insulating properties. Thereby, in the anti-welding side coil end 61, the insulation between the stator coils 60 can be improved.
  • the winding 28 is preferably thicker than the coating. If the winding 28 is a flat wire, the winding 28 has an insulating coating on two surfaces adjacent to each other among the four surfaces constituting the winding 28 in all the length directions. Is preferably thicker than the insulating coating on the two faces facing each other (the two faces on the opposite sides of the two faces across the center of the winding).
  • the slot liner 310 installed between the slot 420 and the stator coil 60 can be formed into a rectangular tube shape. Even with such a simple shape, the slot liner 310 can surround the stator coil 60 in the slot 420 and insulate the stator core 132 and the stator coil 60 from each other.
  • Example 1 The stator 20 and the rotating electrical machine 10 according to the second embodiment of the present invention will be described. Below, only a different structure from Example 1 is demonstrated about a present Example.
  • the winding 28 is wound around the stator core 132 by a lap winding method.
  • FIG. 13 is a view showing the winding 28 housed in the slot 420 of the stator core 132, and is a cross-sectional view of the slot 420.
  • a winding 28 constituting the U-phase coil 60 ⁇ / b> U and a winding 28 constituting the W-phase coil 60 ⁇ / b> W are accommodated in the slot 420 side by side in the radial direction.
  • the winding 28 is wound a plurality of times and accommodated in the slot 420.
  • the winding 28 includes a segment conductor 28G that is a conductor portion, and an insulating coating 28H that is provided on the surface of the winding 28 and covers the outer periphery of the segment conductor 28G.
  • the thickness of one insulating coating 28H in the radial direction and the thickness of the other insulating coating 28H are different from each other inside the slot 420.
  • the winding 28 adjacent to the different phase coil in the radial direction has a portion of the insulating coating 28H adjacent to the different phase coil than the insulating coating 28H opposite to the portion adjacent to the different phase coil. Also thick.
  • the winding 28 (28 a) constituting the U-phase coil 60 ⁇ / b> U has the insulating coating 28 ⁇ / b> H (28 ⁇ / b> HT) on the radially inner side and the insulation on the radially outer side. It is thicker than the coating 28H (28Ht).
  • the winding 28 (28b) constituting the W-phase coil 60W has an insulating coating 28H (28HT) on the radially outer side than an insulating coating 28H (28Ht) on the radially inner side. Also thick.
  • winding 28 (28a) constituting U-phase coil 60U is adjacent to W-phase coil 60W in the radial direction, and insulating coating 28H (28HT) is adjacent to W-phase coil 60W.
  • the winding 28a is thicker than the insulating coating 28H (28Ht) of the portion opposite to the portion adjacent to the W-phase coil 60W.
  • winding 28 (28b) constituting W-phase coil 60W is adjacent to U-phase coil 60U in the radial direction
  • insulating coating 28H (28HT) is adjacent to U-phase coil 60U. It is thicker than the insulating coating 28H (28Ht) of the portion opposite to the portion adjacent to the U-phase coil 60U of the winding 28b.
  • the windings 28 (28a, 28b) adjacent to the windings 28 of the different phase coils are adjacent to each other with the thick portions 28HT of the insulation coating 28H, and insulation between the coils of the different phase is performed. Improves. For this reason, it is not necessary to arrange an insulating member (for example, insulating paper) between coils of different phases.
  • an insulating member for example, insulating paper
  • a part of the insulation film in a cross section perpendicular to the length direction is insulated from the opposite portion of this portion. It is preferably thicker than the coating.
  • the winding 28 includes the thick portion 28HT of the insulating coating 28H even at the top portion 28C. Therefore, if the thick portion 28HT of the insulating coating 28H is located in the portion extending during the twist molding, the winding 28 is wound during the twist molding. Even if 28 is twisted, it is possible to prevent the insulating coating 28H from cracking at the top 28C. Thereby, in the anti-welding side coil end 61, the insulation between the stator coils 60 can be improved.
  • slot liner 310 installed between the slot 420 and the stator coil 60 can be formed into a rectangular tube shape, as in the first embodiment.
  • Example 1 The stator 20 and the rotating electrical machine 10 according to the third embodiment of the present invention will be described. Below, only a different structure from Example 1 is demonstrated about a present Example.
  • the winding 28 is wound around the stator core 132 by a concentrated winding method.
  • FIG. 14 is a perspective view of the concentrated winding stator 33.
  • the concentrated-winding stator 33 includes a divided stator core 132, a stator coil 60, and a bobbin 78 provided on the stator core 132.
  • the bobbin 78 is a member for insulating the stator core 132 and the stator coil 60, and is made of, for example, resin.
  • a rectangular wire or a round wire can be used for the winding 28 constituting the stator coil 60.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the concentrated winding stator 33.
  • FIG. 15 shows two stator cores 132a and 132b adjacent to each other, a U-phase coil 60U wound around the stator core 132a, and a W-phase coil 60W wound around the stator core 132b. Yes.
  • the windings 28 constituting the stator coil 60 (60U, 60W) are accommodated in the slots 420 along the radial direction and the circumferential direction.
  • a bobbin 78 is disposed between the stator core 132 and the stator coil 60.
  • the winding 28 is assumed to be a flat wire.
  • the winding 28 includes a segment conductor 28G that is a conductor portion, and an insulating coating 28H that is provided on the surface of the winding 28 and covers the outer periphery of the segment conductor 28G.
  • the thickness of one insulating coating 28H in the circumferential direction is different from the thickness of the other insulating coating 28H inside the slot 420.
  • the winding 28 adjacent to the different phase coil in the circumferential direction has a portion of the insulating coating 28 ⁇ / b> H adjacent to the different phase coil than the insulating coating 28 ⁇ / b> H opposite to the portion adjacent to the different phase coil. Also thick.
  • the winding 28 (28a) constituting the U-phase coil 60U has an insulating coating 28H (28HT) at a portion adjacent to the W-phase coil 60W in the circumferential direction. It is thicker than the insulating coating 28H (28Ht) on the opposite side of this part and the center of the winding.
  • the winding 28 (28b) constituting the W-phase coil 60W has an insulating coating 28H (28HT) in a portion adjacent to the U-phase coil 60U in the circumferential direction. It is thicker than the insulating coating 28H (28Ht) on the opposite side across the center. That is, in the slot 420, the winding 28 (28a, 28b) facing the different phase coil has the thick portion 28HT of the insulating coating 28H in the portion facing the different phase coil.
  • the windings 28 (28a, 28b) adjacent to the winding 28 of the different phase coil are adjacent to each other with the thick portions 28HT of the insulating coating 28H, and insulation between the coils of the different phase. Improves. For this reason, it is not necessary to arrange an insulating member (for example, insulating paper) between coils of different phases.
  • an insulating member for example, insulating paper
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the concentrated winding stator 33 as in FIG.
  • the stator 33 shown in FIG. 16 has the same configuration as that of the stator 33 shown in FIG. 15, but differs from the stator 33 shown in FIG.
  • the winding 28 has the thickness of one insulating coating 28 ⁇ / b> H in the circumferential direction and the other insulating coating 28 ⁇ / b> H inside the slot 420.
  • the thickness is different.
  • the winding 28 adjacent to the different phase coil in the circumferential direction has a portion of the insulating coating 28 ⁇ / b> H adjacent to the different phase coil than the insulating coating 28 ⁇ / b> H opposite to the portion adjacent to the different phase coil. Also thick.
  • the winding 28 (28a, 28b) facing the different phase coil has the thick portion 28HT of the insulating coating 28H in the portion facing the different phase coil. For this reason, also in the stator 33 shown in FIG. 16, the insulation between coils of different phases is improved.
  • the winding 28 has a part of the insulating film 28H in the cross section perpendicular to the length direction inside the slot 420. It is thicker than the opposite insulating coating 28H (the portion on the opposite side across the center of the winding 28). Further, in the slot 420, the winding 28 adjacent to the different phase coil has a portion of the insulating coating 28 ⁇ / b> H adjacent to the different phase coil opposite to the portion adjacent to the different phase coil (the center of the winding 28 is sandwiched). It is thicker than the insulating coating 28H on the opposite side).
  • a part of the insulating coating 28 ⁇ / b> H in a cross section perpendicular to the length direction is thicker than the insulating coating 28 ⁇ / b> H opposite to this part. More preferred.
  • the insulation of the coil between the different phases can be improved inside the slot 420, and the insulation coating 28H is cracked by the twisting or bending of the winding 28 at the coil ends 61 and 62. Can be prevented. Since the insulation of the coils between the different phases is improved, it is not necessary to arrange an insulating member (for example, insulating paper) between the coils of the different phases.
  • an insulating member for example, insulating paper
  • this invention is not limited to said Example, A various deformation
  • the above-described embodiments are described in detail for easy understanding of the present invention, and the present invention is not necessarily limited to an aspect including all the configurations described.
  • a part of the configuration of a certain embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment.
  • housing 60 ... Stator coil, 60U ... U-phase coil, 60V ... V phase coil, 60W ... W phase coil, 60U1 ... U1 phase coil, 60U2 ... U2 phase coil, 60V1 ... V1 phase coil, 60V2 ... V2 phase coil 60W1 ... W1 phase coil, 60W2 ... W2 phase coil, 61 ... coil end (anti-welding side coil end), 62 ... coil end (welding side coil end), 78 ... bobbin, 130 ... liquid cooling jacket, 132, 132a, 132b ... Stator core, 144, 145 ... Bearing, 150 ... Refrigerant storage space, 153, 154, 155 ...
  • Refrigerant passage 156 ... Magnetic gap, 160 ... Auxiliary magnetic pole, 200 ... Welded part, 310 ... Slot liner, 420 ... Slot 430 ... Teeth, 440 ... Core back, 810 ... Magnet insertion hole, ENG ... Engine, TR ... Transmission, FW ... Front wheel drive wheel, RW ... Rear wheel drive wheel, INV ... Power converter, BAT ... Battery, RF: Refrigerant, N1, N2: Neutral point.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

コイルの絶縁性、特に異相のコイル間での絶縁性が向上した固定子と、この固定子を備えた回転電機を提供する。　複数のスロット４２０を備える円筒形の固定子鉄心１３２と、巻線２８で構成され、スロット４２０に収容された固定子コイル６０とを備える。巻線２８は、表面に絶縁被膜２８Ｈを備え、スロット４２０の内部において、長さ方向に垂直な断面での一部分の絶縁被膜２８ＨＴが、この一部分の、巻線２８の中心を挟んだ反対部分の絶縁被膜２８Ｈｔよりも厚い。スロット４２０の内部において、異相の固定子コイル６０Ｗ１（６０Ｕ２）と隣り合う巻線２８ａ（２８ｂ）は、異相の固定子コイル６０Ｗ１（６０Ｕ２）と隣り合う部分の絶縁被膜２８ＨＴが、異相の固定子コイル６０Ｗ１（６０Ｕ２）と隣り合う部分の反対部分の絶縁被膜２８Ｈｔよりも厚い。

Description

固定子、及び回転電機
　本発明は、回転電機の固定子、及び固定子を備えた回転電機に関する。
　回転電機は、固定子と回転子を備える。固定子は、巻線で構成されたコイルと鉄心を備える。回転電機は、固定子のコイルに交流電力が供給されると回転磁界を発生し、この回転磁界により回転子を回転させる。また、回転子に加わる機械エネルギーを電気エネルギーに変換してコイルから交流電力を出力することもできる。このように、回転電機は、電動機または発電機として作動する。自動車に設けられた回転電機は、自動車の走行のためにトルクを発生したり、制動時に発電したりする。
　コイルの巻線は、表面が絶縁被膜で覆われている。例えば特許文献１、２には、コイルエンド部においてコイルの絶縁被膜の厚さが巻線の部分によって異なることで、絶縁性向上を図る発明が記載されている。
特開２０１４－１６１２１２号公報 特開２０１３－０９４０１９号公報
　回転電機の固定子は、特に電圧が異なる異相のコイル間で高い絶縁性を保つ必要がある。特許文献１、２に記載の発明などの従来の技術では、コイルの巻線は、コイルエンドにおいて、異相のコイルに接する部分のみで絶縁被覆が厚い。このようなコイルは、異相のコイル間で絶縁性を向上させることができるが、巻線のどの部分を厚くするか予め定めて巻線を製造する必要があるので製造するのが難しいという課題がある。また、絶縁被覆の厚い部分が異相のコイルに接する部分に位置するように巻線を鉄心に巻きつけるのが難しいという課題もある。
　また、鉄心のスロットに収容されたコイルは巻線をねじるツイスト成形により成形されるが、ねじられた巻線は、絶縁被膜が伸びてクラック（亀裂）が発生し、絶縁性が低下することが懸念される。
　高出力かつ高効率で高品質の回転電機を提供するには、スロット内でのコイルの占有面積を大きくする必要があり、このためにはスロット内でのコイル間（特に、異相のコイル間）の絶縁性の向上が必要である。また、コイルの成形時にコイルの絶縁性が低下するのを防ぐ必要もある。
　本発明は、コイルの絶縁性、特に異相のコイル間での絶縁性が向上した固定子と、この固定子を備えた回転電機を提供することを目的とする。
　本発明による固定子は、複数のスロットを備える円筒形の固定子鉄心と、巻線で構成され、前記スロットに収容された固定子コイルとを備える。前記巻線は、表面に絶縁被膜を備え、前記スロットの内部において、長さ方向に垂直な断面での一部分の前記絶縁被膜が、前記一部分の、前記巻線の中心を挟んだ反対部分の前記絶縁被膜よりも厚い。前記スロットの内部において、異相の前記固定子コイルと隣り合う前記巻線は、異相の前記固定子コイルと隣り合う部分の前記絶縁被膜が、異相の前記固定子コイルと隣り合う部分の前記反対部分の前記絶縁被膜よりも厚い。
　本発明によると、コイルの絶縁性、特に異相のコイル間での絶縁性が向上した固定子と、この固定子を備えた回転電機を提供することができる。
本発明の実施例１による回転電機の断面図である。 固定子の全体斜視図である。 固定子鉄心の全体斜視図である。 回転子及び固定子鉄心の軸方向に垂直な断面図である。 固定子コイルを示す斜視図である。 固定子コイルの接続状態を示す概念図である。 固定子コイルを構成する巻線（固定子鉄心のスロットに収容される前の巻線）の形状を示す図である。 固定子コイルを構成する巻線（固定子鉄心のスロットに収容された後の巻線）の形状を示す図である。 ツイスト成形されて固定子鉄心のスロットに収容された巻線を示す図である。 固定子コイルの一相分であるＵ相コイルの斜視図である。 Ｕ１相コイルを示す斜視図である。 Ｕ２相コイルを示す斜視図である。 実施例１において、固定子鉄心のスロットに収容された巻線を示す、スロットの断面図である。 実施例１において、固定子鉄心のスロットに収容された別の巻線を示す、スロットの断面図である。 実施例２において、固定子鉄心のスロットに収容された巻線を示す、スロットの断面図である。 集中巻の固定子の斜視図である。 巻線が平角線の、集中巻の固定子の断面図である。 巻線が丸線の、集中巻の固定子の断面図である。 本発明の実施例による回転電機を搭載したハイブリッドタイプの電気自動車（ＨＥＶ）の概略構成を示す図である。
　本発明による固定子では、固定子鉄心のスロットに巻回された固定子コイルの巻線は、表面に絶縁被膜を備え、スロットの内部において、長さ方向に垂直な断面での一部の絶縁被膜が、この一部の部分の反対部分（巻線の中心を挟んで反対側の部分）の絶縁被膜よりも厚い。さらに、スロットの内部において、異相のコイルと隣り合う巻線は、異相のコイルと隣り合う部分の絶縁被膜が、異相のコイルと隣り合う部分の反対部分（巻線の中心を挟んで反対側の部分）の絶縁被膜よりも厚い。巻線は、巻線の長さ方向の全てにおいて、長さ方向に垂直な断面での一部の絶縁被膜が、この一部の部分の反対部分の絶縁被膜よりも厚いのがより好ましい。
　以下では、本発明の実施例による固定子と回転電機を説明する。本発明の実施例による回転電機は、自動車の走行に使用するのが好適な回転電機である。回転電機を使用するいわゆる電気自動車には、エンジンと回転電機の両方を備えるハイブリッドタイプの電気自動車（ＨＥＶ）と、エンジンを用いないで回転電機のみで走行する純粋な電気自動車（ＥＶ）とがある。以下に説明する回転電機は、両方の電気自動車に利用できる。以下の実施例では、代表してハイブリッドタイプの自動車に用いられる回転電機について説明する。
　以下の説明において、「軸方向」は、回転電機の回転軸に沿った方向を指す。「周方向」は、回転電機の回転方向に沿った方向を指す。「径方向」は、回転電機の回転軸を中心としたときの動径方向（半径方向）を指す。「内周側」は、径方向の内側（回転軸に近い部分である内径側）を指す。「外周側」は、内周側の逆方向、すなわち径方向の外側（回転軸から遠い部分である外径側）を指す。なお、これらの軸方向、周方向、及び径方向は、固定子や固定子鉄心の軸方向、周方向、及び径方向と、それぞれ同じ方向である。
　初めに、本発明の実施例による回転電機を搭載した電気自動車の概略構成について説明する。
　図１７は、本発明の実施例による回転電機を搭載したハイブリッドタイプの電気自動車（ＨＥＶ）の概略構成を示す図である。ＨＥＶは、前輪側の主動力として、エンジンＥＮＧと回転電機１０を備える。エンジンＥＮＧと回転電機１０の発生する動力は、変速機ＴＲにより変速され、前輪側駆動輪ＦＷに伝えられる。後輪の駆動については、後輪側に配置された回転電機１０と後輪側駆動輪ＲＷが機械的に接続され、回転電機１０の動力が後輪側駆動輪ＲＷに伝達される。前輪側の動力源である回転電機１０は、エンジンＥＮＧと変速機ＴＲの間に配置される。
　回転電機１０は、エンジンＥＮＧを始動し、また、車両の走行状態に応じて、駆動力の発生と、車両減速時のエネルギーを電気エネルギーとして回収する発電力の発生とを切り換える。回転電機１０の駆動動作と発電動作は、車両の運転状況に合わせ、トルク及び回転数が最適になるように、電力変換装置ＩＮＶにより制御される。回転電機１０の駆動に必要な電力は、電力変換装置ＩＮＶを介してバッテリＢＡＴから供給される。また、回転電機１０が発電動作を行うときは、電力変換装置ＩＮＶを介してバッテリＢＡＴに電気エネルギーが充電される。
　回転電機１０は、永久磁石内蔵型の三相同期モータである。回転電機１０は、固定子コイルに三相交流電流が供給されることで、回転子を回転させる電動機として作動する。また、回転電機１０は、エンジンＥＮＧによって回転子が回転すると、発電機として作動して三相交流の発電電力を出力する。つまり、回転電機１０は、電気エネルギーに基づいて回転トルクを発生する電動機としての機能と、機械エネルギーに基づいて発電を行う発電機としての機能の両方を有しており、車両の走行状態によってこれら２つの機能を選択的に利用することができる。
　次に、本発明の実施例１による固定子と回転電機１０を説明する。
　図１は、本実施例による回転電機１０の断面図である。回転電機１０は、固定子２０と、固定子２０を保持するハウジング５０と、固定子２０の内周側に配置された回転子１１とを備える。本実施例では、回転電機１０は、液冷ジャケット１３０の内部に設置されている。液冷ジャケット１３０は、エンジンＥＮＧのケースや変速機ＴＲのケースによって構成され、ハウジング５０の外周側に固定されている。液冷ジャケット１３０の内周壁とハウジング５０の外周壁とで、油などの液状の冷媒ＲＦの冷媒通路１５３が構成されている。固定子２０は、円筒形の固定子鉄心１３２と、固定子コイルとを備える。固定子コイルは、コイルエンド６１、６２を備える。回転子１１は、回転子鉄心１２と、シャフト１３と、永久磁石１８とを備え、シャフト１３に固定される。シャフト１３は、回転電機１０の回転軸であり、液冷ジャケット１３０に設けられた軸受１４４、１４５に回転自在に支持されている。このため、液冷ジャケット１３０は、軸受ブラケットとも称される。
　なお、直接液体冷却方式の場合には、冷媒ＲＦは、冷媒貯蔵空間１５０に溜まった液体が冷媒通路１５３を通り、さらに冷媒通路１５４、１５５を通って固定子２０にへ向けて流出し、固定子２０を冷却する。冷媒ＲＦは、冷却用の油であってもよい。
　ハウジング５０の内周側には、固定子２０が固定されている。固定子２０の内周側には、回転子１１が回転可能に支持されている。ハウジング５０は、円筒形状であり、回転電機１０の外被を構成しており、枠体或いはフレームとも称される。ハウジング５０は、厚さ２～５ｍｍ程度の鋼板（高張力鋼板など）を絞り加工により円筒形状に成形することで製作できる。また、ハウジング５０は、炭素鋼など鉄系材料の切削により、または鋳鋼やアルミニウム合金の鋳造により、またはプレス加工によっても製作できる。
　ハウジング５０には、液冷ジャケット１３０に取り付けられた複数のフランジ（図示せず）が設けられている。複数のフランジは、円筒状のハウジング５０の一端面の周縁において、径方向外側に突設している。なお、フランジは、絞り加工時に形成される端部において、フランジ以外の部分を切除して形成されるものであり、ハウジング５０と一体となっている。なお、ハウジング５０を設けずに、固定子２０をケースである液冷ジャケット１３０に直接固定してもよい。
　図２は、固定子２０の全体斜視図である。図３は、固定子鉄心１３２の全体斜視図である。図２に示すように、固定子２０は、固定子鉄心１３２と、巻線２８で構成された固定子コイル６０とを備える。固定子鉄心１３２は、珪素鋼板の薄板が積層されて構成される。図２、３に示すように、固定子鉄心１３２は、その内周部に複数のスロット４２０を備える。固定子コイル６０は、スロット４２０に巻回されており、コイルエンド６１、６２を備える。固定子コイル６０からの発熱は、固定子鉄心１３２を介して液冷ジャケット１３０に伝わり、液冷ジャケット１３０内を流通する冷媒ＲＦにより冷却される。
　図４は、回転子１１及び固定子鉄心１３２の軸方向に垂直な断面図である。なお、図４では、シャフト１３を示すのを省略した。回転子鉄心１２は、珪素鋼板の薄板が積層されて構成されている。シャフト１３は、図１に示すように、回転子鉄心１２の径方向の中心に固定されている。シャフト１３は、液冷ジャケット１３０に取り付けられた軸受１４４、１４５に回転自在に保持されており、固定子２０の内周側の所定の位置で、固定子２０に対向した位置で回転する。また、回転子１１は、永久磁石１８と、エンドリング（図示を省略）を備える。
　図２～４に示すように、固定子鉄心１３２は、軸方向に平行な複数のスロット４２０を備える。スロット４２０は、周方向に等間隔となるように、固定子鉄心１３２に形成されている。スロット４２０の数は、例えば本実施例では７２個である。スロット４２０は、固定子コイル６０を収容する。スロット４２０の、固定子コイル６０を収容する部分をコイル装着部と呼ぶ。各スロット４２０の内周側は、開口している。スロット４２０の周方向の幅は、この開口部での幅が、コイル装着部での幅とほぼ等しいか、コイル装着部での幅よりも若干小さい。図２に示すように、スロット４２０の内部には、スロットライナー３１０と呼ばれる絶縁部材（例えば、絶縁紙）が、スロット４２０と固定子コイル６０との間に設置されている。
　図２～４に示すように、スロット４２０間には、ティース４３０が形成されている。それぞれのティース４３０は、環状のコアバック４４０と一体となっている。固定子鉄心１３２は、各ティース４３０とコアバック４４０とが一体成形された一体型コアである。ティース４３０は、固定子コイル６０によって発生した回転磁界を回転子１１に導き、回転子１１に回転トルクを発生させる。
　固定子鉄心１３２は、厚さ０．０５～１．０ｍｍ程度の電磁鋼板を打ち抜き加工により円環形状に成形し、成形された円環形状の電磁鋼板を複数枚積層して溶接することで製作できる。図２、３に示すように、複数の電磁鋼板が溶接された部分である溶接部２００は、ＴＩＧ溶接やレーザー溶接などにより、円筒状の固定子鉄心１３２の外周部において、軸方向に平行に設けられている。なお、溶接部２００を設けずに、複数の電磁鋼板をカシメなどで固定して、固定子鉄心１３２をケースに直接挿入して固定するようにしてもよい。
　図４に示すように、回転子鉄心１２は、等間隔に形成された磁石挿入孔８１０を備える。各磁石挿入孔８１０の内部には、矩形形状の永久磁石１８が接着剤や粉体樹脂やモールドなどで固定されている。磁石挿入孔８１０の周方向の幅は、永久磁石１８の周方向の幅よりも大きく、永久磁石１８の周方向の両側には磁気的空隙１５６が設けられている。磁気的空隙１５６には、永久磁石１８との間に接着剤が埋め込まれてもよいし、永久磁石１８を固めて一体にした成形樹脂が設けられてもよい。永久磁石１８は、回転子１１の界磁極を形成する作用を持つ。本実施例では、１つの永久磁石１８で１つの磁極を形成する構成を例示しているが、各磁極を構成する永久磁石１８の数は複数でもよい。永久磁石１８の数を増やすと、永久磁石１８で形成される磁極の磁束密度が大きくなり、磁石トルクを増大させることができる。
　永久磁石１８の磁化方向は、径方向を向いており、界磁極毎に磁化方向の向きが反転している。すなわち、ある磁極を形成するための永久磁石１８が、固定子２０側の面（外周側の側面）がＮ極に磁化されており、回転軸側の面（内周側の側面）がＳ極に磁化されていたとすると、この永久磁石１８による磁極の隣の磁極を形成する永久磁石１８は、固定子２０側の面がＳ極に磁化されており、回転軸側の面がＮ極に磁化されている。すなわち、これらの永久磁石１８は、磁化方向が周方向に磁極毎に交互に変わるように磁化されて、配置されている。本実施例では、各永久磁石１８は、等間隔に１２個配置されており、回転子１１は、１２極の磁極を形成している。
　永久磁石１８には、ネオジム系やサマリウム系の焼結磁石、フェライト磁石、及びネオジム系のボンド磁石などを用いることができる。本実施例では、図４に示すように、磁極を形成する各永久磁石１８間に補助磁極１６０が形成されている。この補助磁極１６０は、固定子コイル６０が発生するｑ軸の磁束の磁気抵抗が小さくなるように作用する。この補助磁極１６０により、ｑ軸の磁束の磁気抵抗がｄ軸の磁束の磁気抵抗に比べて非常に小さくなるため、大きなリラクタンストルクを発生させることができる。
　図５は、固定子コイル６０を示す斜視図である。図６は、固定子コイル６０の接続状態を示す概念図である。本実施例では、固定子コイル６０は、図６に示す２つのスター結線が並列接続された２スター構成の固定子コイルである。すなわち、固定子コイル６０は、Ｕ１相コイル６０Ｕ１、Ｖ１相コイル６０Ｖ１、及びＷ１相コイル６０Ｗ１のスター結線と、Ｕ２相コイル６０Ｕ２、Ｖ２相コイル６０Ｖ２、及びＷ２相コイル６０Ｗ２のスター結線とを備える。これら２つのスター結線は、それぞれの中性点Ｎ１、Ｎ２を有する。Ｕ１相コイル６０Ｕ１とＵ２相コイル６０Ｕ２は、Ｕ相コイル６０Ｕを構成する。Ｖ１相コイル６０Ｖ１とＶ２相コイル６０Ｖ２は、Ｖ相コイル６０Ｖを構成する。Ｗ１相コイル６０Ｗ１とＷ２相コイル６０Ｗ２は、Ｗ相コイル６０Ｗを構成する。
　固定子コイル６０を構成する巻線２８は、長さ方向に垂直な断面が四角形状の平角線であってもよく、この断面が丸形状の丸線であってもよい。ただし、スロット４２０の内部の空間をできるだけ有効に利用し、スロット４２０内で巻線２８が占める空間が多いと効率が向上する傾向にあるため、平角線の方が丸線よりも効率向上の点で望ましい。なお、平角線の断面の各辺の長さは、固定子鉄心１３２の径方向が長くてもよく、周方向が長くてもよい。
　本実施例では、固定子コイル６０の巻線２８は、断面が長方形の平角線であり、長方形断面の長辺がスロット４２０内において周方向に沿い、短辺が径方向に沿う。
　固定子コイル６０の巻線２８は、導体部であるセグメント導体と、巻線２８の表面に設けられた絶縁被膜を備える。絶縁被膜は、セグメント導体の外周を覆う。セグメント導体には、例えば、無酸素銅や有酸素銅を用いることができる。例えば、セグメント導体に用いられる有酸素銅は、酸素含有率がおよそ１０ｐｐｍ以上から１０００ｐｐｍ程度である。絶縁被膜には、例えば、エナメルや樹脂を用いることができる。
　図７Ａと図７Ｂは、固定子コイル６０を構成する巻線２８を説明する図である。図７Ａは、固定子鉄心１３２のスロット４２０に収容される前の巻線２８の形状を示す図である。図７Ｂは、固定子鉄心１３２のスロット４２０に収容された後の巻線２８の形状を示す図である。巻線２８は、平角線で構成されており、直線部分である一対の脚部２８Ｂと、これらを連結する頭頂部２８Ｃとを有する略Ｕ字形状である。脚部２８Ｂは、一端が頭頂部２８Ｃにつながり、他端が巻線２８の端部２８Ｅである。
　巻線２８同士を接続して各相の固定子コイル６０を形成するときは、図７Ｂに示すように、巻線２８の一対の脚部２８Ｂを、固定子鉄心１３２の軸方向の一方（図７Ｂでは上方）からそれぞれ異なるスロット４２０に挿入する。その後、固定子鉄心１３２の軸方向の他方（図７Ｂでは下方）にスロット４２０から突出した脚部２８Ｂ１、２８Ｂ２を、接続すべき巻線２８の方向（周方向）に折り曲げる。そして、折り曲げた脚部２８Ｂ１の端部２８Ｅと、折り曲げた脚部２８Ｂ２の端部２８Ｅとを、互いに溶接する。巻線２８の頭頂部２８Ｃは、固定子鉄心１３２の軸方向の一方にスロット４２０から突出する。従って、固定子コイル６０では、複数の端部２８Ｅと複数の頭頂部２８Ｃが固定子鉄心１３２から突出する。
　図５に示すように、固定子鉄心１３２の軸方向の一方から突出する頭頂部２８Ｃの集合は、固定子コイル６０の軸方向の一方側のコイルエンド６１を構成する。固定子鉄心１３２の軸方向の他方から突出する端部２８Ｅの集合は、固定子コイル６０の軸方向の他方側のコイルエンド６２を構成する。以下では、コイルエンド６１を反溶接側コイルエンド６１とも呼び、コイルエンド６２を溶接側コイルエンド６２とも呼ぶ。
　図６に示すように、Ｕ１相コイル６０Ｕ１の一端には、口出し線４１Ｕ１が接続され、Ｕ２相コイル６０Ｕ２の一端には、口出し線４１Ｕ２が接続されている。Ｖ相についても同様に、Ｖ１相コイル６０Ｖ１の一端には、口出し線４１Ｖ１が接続され、Ｖ２相コイル６０Ｖ２の一端には、口出し線４１Ｖ２が接続されている。Ｗ相についても同様に、Ｗ１相コイル６０Ｗ１の一端には、口出し線４１Ｗ１が接続され、Ｗ２相コイル６０Ｗ２の一端には、口出し線４１Ｗ２が接続されている。
　図５に示すように、反溶接側コイルエンド６１では、口出し線４１Ｕ１と口出し線４１Ｕ２とが引き出されている。口出し線４１Ｕ１と口出し線４１Ｕ２とは、交流端子４２Ｕにより１つに纏められている。Ｖ相についても同様に、反溶接側コイルエンド６１では、口出し線４１Ｖ１と口出し線４１Ｖ２とは、交流端子４２Ｖにより１つに纏められている。Ｗ相についても同様に、反溶接側コイルエンド６１では、口出し線４１Ｗ１と口出し線４１Ｗ２とは、交流端子４２Ｗにより１つに纏められている。
　また、図５に示すように、反溶接側コイルエンド６１には、中性点結線用導体４０Ｎ１と中性点結線用導体４０Ｎ２が配置されている。中性点結線用導体４０Ｎ１は、図６に示したＵ１相コイル６０Ｕ１、Ｖ１相コイル６０Ｖ１、及びＷ１相コイル６０Ｗ１のスター結線における中性点Ｎ１で、これら３相のコイルを接続する。中性点結線用導体４０Ｎ２は、図６に示したＵ２相コイル６０Ｕ２、Ｖ２相コイル６０Ｖ２、及びＷ２相コイル６０Ｗ２のスター結線における中性点Ｎ２で、これら３相のコイルを接続する。
　固定子鉄心１３２には、分布巻の方式で巻線２８が巻かれている。分布巻とは、巻線２８が、複数のスロット４２０（図３参照）に分布して収容されるように、固定子鉄心１３２に巻かれる方式である。本実施例では、巻線２８が分布巻で巻かれているので、形成された磁束分布は、集中巻に比べて正弦波に近く、リラクタンストルクを発生しやすいという特徴がある。このため、本実施例による回転電機１０は、弱め界磁制御やリラクタンストルクを活用する制御の制御性が向上し、低回転速度から高回転速度までの広い回転速度範囲に亘って利用が可能であり、電気自動車に適した優れたモータ特性を得ることができる。
　図８は、図５に示した固定子コイル６０の一相分であるＵ相コイル６０Ｕの斜視図である。図６に示すように、Ｕ相コイル６０Ｕは、並列接続された２つのスター結線であるＵ１相コイル６０Ｕ１とＵ２相コイル６０Ｕ２とで構成される。
　図９は、Ｕ１相コイル６０Ｕ１を示す斜視図である。Ｕ１相コイル６０Ｕ１を構成する巻線２８の一端は、交流端子４２Ｕに接続され、他端は、中性点結線用導体４０Ｎ１に接続されている（図６も参照）。
　図１０は、Ｕ２相コイル６０Ｕ２を示す斜視図である。Ｕ２相コイル６０Ｕ２を構成する巻線２８の一端は、交流端子４２Ｕに接続され、他端は、中性点結線用導体４０Ｎ２に接続されている（図６も参照）。
　図１１は、固定子鉄心１３２のスロット４２０に収容された巻線２８を示す図であり、スロット４２０の断面図である。図１１に示す固定子鉄心１３２には、スロット４２０に、Ｕ１相コイル６０Ｕ１を構成する巻線２８と、Ｕ２相コイル６０Ｕ２を構成する巻線２８と、Ｗ１相コイル６０Ｗ１を構成する巻線２８と、Ｗ２相コイル６０Ｗ２を構成する巻線２８とが、径方向に並んで収容されている。
　巻線２８は、導体部であるセグメント導体２８Ｇと、巻線２８の表面に設けられてセグメント導体２８Ｇの外周を覆う絶縁被膜２８Ｈとを備える。巻線２８は、スロット４２０の内部において、径方向の一方の絶縁被膜２８Ｈの厚さと、他方の絶縁被膜２８Ｈの厚さが互いに異なる。さらに、スロット４２０の内部において、異相のコイルと径方向で隣り合う巻線２８は、異相のコイルと隣り合う部分の絶縁被膜２８Ｈが、異相のコイルと隣り合う部分の反対部分（巻線の中心を挟んだ径方向の反対部分）の絶縁被膜２８Ｈよりも厚い。
　図１１に示した構成では、スロット４２０の内部において、Ｕ２相コイル６０Ｕ２を構成する巻線２８（２８ａ）は、Ｗ１相コイル６０Ｗ１と径方向で隣り合い、Ｗ１相コイル６０Ｗ１と隣り合う部分の絶縁被膜２８Ｈ（２８ＨＴ）が、巻線２８ａのＷ１相コイル６０Ｗ１と隣り合う部分の反対部分の絶縁被膜２８Ｈ（２８Ｈｔ）よりも厚い。また、スロット４２０の内部において、Ｗ１相コイル６０Ｗ１を構成する巻線２８（２８ｂ）は、Ｕ２相コイル６０Ｕ２と径方向で隣り合い、Ｕ２相コイル６０Ｕ２と隣り合う部分の絶縁被膜２８Ｈ（２８ＨＴ）が、巻線２８ｂのＵ２相コイル６０Ｕ２と隣り合う部分の反対部分の絶縁被膜２８Ｈ（２８Ｈｔ）よりも厚い。また、スロット４２０の内部において、巻線２８は、同相のコイルと隣り合う部分のうち、径方向の一方での絶縁被膜２８Ｈが、径方向の他方での絶縁被膜２８Ｈよりも薄い。
　固定子鉄心１３２のスロット４２０の内部では、異相のコイルの巻線２８と隣り合う巻線２８（２８ａ、２８ｂ）は、絶縁被膜２８Ｈが厚い部分２８ＨＴ同士が隣り合い、異相のコイル間での絶縁性が向上する。このため、異相のコイル間に絶縁部材（例えば、絶縁紙）を配置する必要がない。
　巻線２８は、スロット４２０の内部だけでなく、長さ方向の全てにおいて、長さ方向に垂直な断面での一部の絶縁被膜が、この部分の反対部分の絶縁被膜よりも厚いのが好ましい。このような巻線２８を用いると、スロット４２０の内部で、巻線２８の径方向の一方の絶縁被膜２８Ｈの厚さと他方の絶縁被膜２８Ｈの厚さが異なり、異相のコイルと径方向で隣り合う巻線２８の、異相のコイルと隣り合う部分の絶縁被膜２８Ｈ（２８ＨＴ）が、異相のコイルと隣り合う部分の反対部分の絶縁被膜２８Ｈ（２８Ｈｔ）よりも厚くなるように、巻線２８を固定子鉄心１３２に巻きつけるのが容易である。このような巻線２８は容易に製造できるので、このような巻線２８を固定子鉄心１３２に巻きつけることで、固定子２０を容易に製造することができる。
　さらに、巻線２８は、絶縁被膜２８Ｈが厚い部分２８ＨＴを備えるので、ツイスト成形により成形されるときに、頭頂部２８Ｃの絶縁被膜２８Ｈに亀裂が発生し、巻線２８の絶縁性が低下するのを防止することができる。
　図７Ｃは、ツイスト成形されて固定子鉄心１３２のスロット４２０に収容された巻線２８を示す図である。図７Ｃでは、巻線２８の絶縁被膜２８Ｈが厚い部分２８ＨＴにハッチングをつけている。
　巻線２８のスロット４２０から突出する頭頂部２８Ｃは、巻線２８がスロット４２０に収容されると、ねじられて（すなわち、ツイスト成形により）成形される。スロット４２０に収容された巻線２８は、頭頂部２８Ｃを頂部とする略Ｕ字形状であり、ツイスト成形時に略Ｕ字形状の外周部分が伸びる。このため、巻線２８の頭頂部２８Ｃは、ツイスト成形時にねじられて、外周部分の絶縁被膜２８Ｈが伸びて亀裂が発生する可能性がある。
　図１１に示した構成では、巻線２８が頭頂部２８Ｃでも絶縁被膜２８Ｈの厚い部分２８ＨＴを備えるので、ツイスト成形時に伸びる部分に絶縁被膜２８Ｈの厚い部分２８ＨＴが位置すると、ツイスト成形時に巻線２８がねじられても、頭頂部２８Ｃで絶縁被膜２８Ｈに亀裂が発生するのを防止できる。これにより、反溶接側コイルエンド６１において、固定子コイル６０同士の絶縁性を向上することができる。
　なお、スロット４２０と固定子コイル６０との間に設置されたスロットライナー３１０は、角筒形状に成形したものを用いることができる。スロットライナー３１０は、このような簡易な形状でも、スロット４２０内の固定子コイル６０を囲って、固定子鉄心１３２と固定子コイル６０とを絶縁することができる。
　図１２は、固定子鉄心１３２のスロット４２０に収容された別の巻線２８を示す図であり、スロット４２０の断面図である。図１２において、図１１と同様の構成については説明を省略する。
　巻線２８は、平角線であり、巻線２８を構成する４つの面のうち、互いに隣接する２つの面での絶縁被膜２８Ｈが、これら２つの面が向かい合う２つの面（これら２つの面の、巻線２８の中心を挟んで反対側の２つの面）での絶縁被膜２８Ｈよりも厚い。
　図１２に示した巻線２８は、スロット４２０の内部において、径方向の一方の絶縁被膜２８Ｈの厚さと、他方の絶縁被膜２８Ｈの厚さが異なるとともに、周方向の一方の絶縁被膜２８Ｈの厚さと、他方の絶縁被膜２８Ｈの厚さが異なる。すなわち、巻線２８は、スロット４２０の内部において、周方向と径方向とで一方の絶縁被膜２８Ｈ（２８ＨＴ）が厚く、他方の絶縁被膜２８Ｈ（２８Ｈｔ）が薄い。スロット４２０で径方向に隣り合う２つの巻線２８において、一方の巻線２８での周方向で絶縁被膜２８Ｈが厚い部分２８ＨＴと、他方の巻線２８での周方向で絶縁被膜２８Ｈが薄い部分２８Ｈｔは、径方向で隣り合う。すなわち、スロット４２０に径方向に並んだ巻線２８において、絶縁被膜２８Ｈの周方向の厚さが厚い部分２８Ｈ）と薄い部分２８Ｈｔは、径方向に交互に並ぶ。
　さらに、スロット４２０の内部において、異相のコイルと径方向で隣り合う巻線２８は、異相のコイルと隣り合う部分の絶縁被膜２８Ｈ（２８ＨＴ）が、異相のコイルと隣り合う部分の反対部分（巻線の中心を挟んだ反対部分）の絶縁被膜２８Ｈ（２８Ｈｔ）よりも厚い。このため、スロット４２０の内部では、異相のコイルの巻線２８と隣り合う巻線２８（２８ａ、２８ｂ）は、絶縁被膜２８Ｈが厚い部分２８ＨＴ同士が隣り合い、異相のコイル間での絶縁性が向上する。このため、異相のコイル間に、絶縁部材（例えば、絶縁紙）を配置する必要がない。
　図７Ｂを用いて説明したように、スロット４２０から突出した巻線２８の脚部２８Ｂ１、２８Ｂ２は、接続すべき巻線２８の方向（周方向）に折り曲げられ、折り曲げられた脚部２８Ｂ１の端部２８Ｅと、折り曲げられた脚部２８Ｂ２の端部２８Ｅとが互いに溶接される。脚部２８Ｂ１、２８Ｂ２は、折り曲げられると、外周部分の絶縁被膜２８Ｈが伸びて亀裂が発生する可能性がある。
　図１２に示した構成では、巻線２８が脚部２８Ｂ１、２８Ｂ２でも絶縁被膜２８Ｈの厚い部分２８ＨＴを備えるので、脚部２８Ｂ１、２８Ｂ２が折り曲げられるときに伸びる部分に絶縁被膜２８Ｈの厚い部分２８ＨＴが位置すると、脚部２８Ｂ１、２８Ｂ２が周方向に折り曲げられても、脚部２８Ｂ１、２８Ｂ２で絶縁被膜２８Ｈに亀裂が発生するのを防止できる。これにより、溶接側コイルエンド６２において、固定子コイル６０同士の絶縁性を向上することができる。
　さらに、図１２に示した構成では、図１１に示した構成と同様に、巻線２８は、頭頂部２８Ｃでも絶縁被膜２８Ｈが厚い部分２８ＨＴを備えるので、ツイスト成形により成形されるときに、頭頂部２８Ｃの絶縁被膜２８Ｈに亀裂が発生し、絶縁性が低下するのを防止することができる。これにより、反溶接側コイルエンド６１において、固定子コイル６０同士の絶縁性を向上することができる。
　巻線２８は、スロット４２０の内部だけでなく、長さ方向の全てにおいて、図１２に示すように、長さ方向に垂直な断面での一部の絶縁被膜が、この部分の反対部分の絶縁被膜よりも厚いのが好ましい。巻線２８が平角線であれば、巻線２８は、長さ方向の全てにおいて、巻線２８を構成する４つの面のうち、互いに隣接する２つの面での絶縁被膜が、これら２つの面が向かい合う２つの面（これら２つの面の、巻線の中心を挟んで反対側の２つの面）での絶縁被膜よりも厚いのが好ましい。
　なお、図１２に示した構成でも、スロット４２０と固定子コイル６０との間に設置されたスロットライナー３１０は、角筒形状に成形したものを用いることができる。スロットライナー３１０は、このような簡易な形状でも、スロット４２０内の固定子コイル６０を囲って、固定子鉄心１３２と固定子コイル６０とを絶縁することができる。
　本発明の実施例２による固定子２０と回転電機１０を説明する。以下では、本実施例について、実施例１と異なる構成についてのみ説明する。本実施例では、固定子鉄心１３２には、重ね巻の方式で巻線２８が巻かれている。
　図１３は、固定子鉄心１３２のスロット４２０に収容された巻線２８を示す図であり、スロット４２０の断面図である。図１３に示す固定子鉄心１３２には、スロット４２０に、Ｕ相コイル６０Ｕを構成する巻線２８と、Ｗ相コイル６０Ｗを構成する巻線２８とが、径方向に並んで収容されている。重ね巻の方式では、巻線２８が、複数回巻回されてスロット４２０に収容される。
　巻線２８は、導体部であるセグメント導体２８Ｇと、巻線２８の表面に設けられてセグメント導体２８Ｇの外周を覆う絶縁被膜２８Ｈとを備える。巻線２８は、スロット４２０の内部において、径方向の一方の絶縁被膜２８Ｈの厚さと、他方の絶縁被膜２８Ｈの厚さが互いに異なる。さらに、スロット４２０の内部において、異相のコイルと径方向で隣り合う巻線２８は、異相のコイルと隣り合う部分の絶縁被膜２８Ｈが、異相のコイルと隣り合う部分の反対部分の絶縁被膜２８Ｈよりも厚い。
　図１３に示した構成では、スロット４２０の内部において、Ｕ相コイル６０Ｕを構成する巻線２８（２８ａ）は、径方向の内側での絶縁被膜２８Ｈ（２８ＨＴ）が、径方向の外側での絶縁被膜２８Ｈ（２８Ｈｔ）よりも厚い。また、スロット４２０の内部において、Ｗ相コイル６０Ｗを構成する巻線２８（２８ｂ）は、径方向の外側での絶縁被膜２８Ｈ（２８ＨＴ）が、径方向の内側での絶縁被膜２８Ｈ（２８Ｈｔ）よりも厚い。さらに、スロット４２０の内部において、Ｕ相コイル６０Ｕを構成する巻線２８（２８ａ）は、Ｗ相コイル６０Ｗと径方向で隣り合い、Ｗ相コイル６０Ｗと隣り合う部分の絶縁被膜２８Ｈ（２８ＨＴ）が、巻線２８ａのＷ相コイル６０Ｗと隣り合う部分の反対部分の絶縁被膜２８Ｈ（２８Ｈｔ）よりも厚い。また、スロット４２０の内部において、Ｗ相コイル６０Ｗを構成する巻線２８（２８ｂ）は、Ｕ相コイル６０Ｕと径方向で隣り合い、Ｕ相コイル６０Ｕと隣り合う部分の絶縁被膜２８Ｈ（２８ＨＴ）が、巻線２８ｂのＵ相コイル６０Ｕと隣り合う部分の反対部分の絶縁被膜２８Ｈ（２８Ｈｔ）よりも厚い。
　固定子鉄心１３２のスロット４２０の内部では、異相のコイルの巻線２８と隣り合う巻線２８（２８ａ、２８ｂ）は、絶縁被膜２８Ｈが厚い部分２８ＨＴ同士が隣り合い、異相のコイル間での絶縁性が向上する。このため、異相のコイル間に、絶縁部材（例えば、絶縁紙）を配置する必要がない。
　巻線２８は、実施例１と同様に、スロット４２０の内部だけでなく、長さ方向の全てにおいて、長さ方向に垂直な断面での一部の絶縁被膜が、この部分の反対部分の絶縁被膜よりも厚いのが好ましい。
　また、実施例１と同様に、巻線２８が頭頂部２８Ｃでも絶縁被膜２８Ｈの厚い部分２８ＨＴを備えるので、ツイスト成形時に伸びる部分に絶縁被膜２８Ｈの厚い部分２８ＨＴが位置すると、ツイスト成形時に巻線２８がねじられても、頭頂部２８Ｃで絶縁被膜２８Ｈに亀裂が発生するのを防止できる。これにより、反溶接側コイルエンド６１において、固定子コイル６０同士の絶縁性を向上することができる。
　なお、スロット４２０と固定子コイル６０との間に設置されたスロットライナー３１０は、実施例１と同様に、角筒形状に成形したものを用いることができる。
　本発明の実施例３による固定子２０と回転電機１０を説明する。以下では、本実施例について、実施例１と異なる構成についてのみ説明する。本実施例では、固定子鉄心１３２には、集中巻の方式で巻線２８が巻かれている。
　図１４は、集中巻の固定子３３の斜視図である。集中巻の固定子３３は、分割された固定子鉄心１３２と、固定子コイル６０と、固定子鉄心１３２に設けられたボビン７８を備える。ボビン７８は、固定子鉄心１３２と固定子コイル６０とを絶縁するための部材であり、例えば樹脂で構成される。固定子コイル６０を構成する巻線２８には、平角線や丸線などを用いることができる。
　図１５は、集中巻の固定子３３の断面図である。図１５には、互いに隣り合う２つの固定子鉄心１３２ａ、１３２ｂと、固定子鉄心１３２ａに巻回されたＵ相コイル６０Ｕと、固定子鉄心１３２ｂに巻回されたＷ相コイル６０Ｗとを示している。固定子コイル６０（６０Ｕ、６０Ｗ）を構成する巻線２８は、径方向と周方向に並んでスロット４２０に収容される。固定子鉄心１３２と固定子コイル６０の間には、ボビン７８が配置される。巻線２８は、平角線であるとする。
　巻線２８は、導体部であるセグメント導体２８Ｇと、巻線２８の表面に設けられてセグメント導体２８Ｇの外周を覆う絶縁被膜２８Ｈとを備える。巻線２８は、スロット４２０の内部において、周方向の一方の絶縁被膜２８Ｈの厚さと、他方の絶縁被膜２８Ｈの厚さが異なる。さらに、スロット４２０の内部において、異相のコイルと周方向で隣り合う巻線２８は、異相のコイルと隣り合う部分の絶縁被膜２８Ｈが、異相のコイルと隣り合う部分の反対部分の絶縁被膜２８Ｈよりも厚い。
　図１５に示した構成では、スロット４２０の内部において、Ｕ相コイル６０Ｕを構成する巻線２８（２８ａ）は、周方向でＷ相コイル６０Ｗに隣り合う部分での絶縁被膜２８Ｈ（２８ＨＴ）が、この部分と巻線の中心を挟んで反対側の部分での絶縁被膜２８Ｈ（２８Ｈｔ）よりも厚い。また、スロット４２０の内部において、Ｗ相コイル６０Ｗを構成する巻線２８（２８ｂ）は、周方向でＵ相コイル６０Ｕに隣り合う部分での絶縁被膜２８Ｈ（２８ＨＴ）が、この部分と巻線の中心を挟んで反対側の部分での絶縁被膜２８Ｈ（２８Ｈｔ）よりも厚い。すなわち、スロット４２０の内部において、異相のコイルと対向する巻線２８（２８ａ、２８ｂ）は、絶縁被膜２８Ｈの厚い部分２８ＨＴを、異相のコイルと対向する部分に持つ。
　固定子鉄心１３２のスロット４２０の内部では、異相のコイルの巻線２８と隣り合う巻線２８（２８ａ、２８ｂ）は、絶縁被膜２８Ｈが厚い部分２８ＨＴ同士が隣り合い、異相のコイル間での絶縁性が向上する。このため、異相のコイル間に、絶縁部材（例えば、絶縁紙）を配置する必要がない。
　図１６は、図１５と同様に、集中巻の固定子３３の断面図である。図１６に示す固定子３３は、図１５に示した固定子３３と同様の構成を備えるが、巻線２８が丸線であることが図１５に示した固定子３３と異なる。
　図１６に示す固定子３３でも、図１５に示した固定子３３と同様に、巻線２８は、スロット４２０の内部において、周方向の一方の絶縁被膜２８Ｈの厚さと、他方の絶縁被膜２８Ｈの厚さが異なる。さらに、スロット４２０の内部において、異相のコイルと周方向で隣り合う巻線２８は、異相のコイルと隣り合う部分の絶縁被膜２８Ｈが、異相のコイルと隣り合う部分の反対部分の絶縁被膜２８Ｈよりも厚い。すなわち、スロット４２０の内部において、異相のコイルと対向する巻線２８（２８ａ、２８ｂ）は、絶縁被膜２８Ｈの厚い部分２８ＨＴを、異相のコイルと対向する部分に持つ。このため、図１６に示す固定子３３でも、異相のコイル間での絶縁性が向上する。
　以上説明したように、本発明の実施例による固定子は、巻線２８は、スロット４２０の内部において、長さ方向に垂直な断面での一部の絶縁被膜２８Ｈが、この一部の部分の反対（巻線２８の中心を挟んで反対側の部分）の絶縁被膜２８Ｈよりも厚い。さらに、スロット４２０の内部において、異相のコイルと隣り合う巻線２８は、異相のコイルと隣り合う部分の絶縁被膜２８Ｈが、異相のコイルと隣り合う部分の反対部分（巻線２８の中心を挟んで反対側の部分）の絶縁被膜２８Ｈよりも厚い。巻線２８は、巻線２８の長さ方向の全てにおいて、長さ方向に垂直な断面での一部の絶縁被膜２８Ｈが、この一部の部分の反対部分の絶縁被膜２８Ｈよりも厚いのがより好ましい。
　本発明の実施例による固定子では、スロット４２０の内部において、異相間のコイルの絶縁性を向上でき、コイルエンド６１、６２において、巻線２８のねじりや折り曲げによって絶縁被膜２８Ｈに亀裂が発生するのを防止できる。異相間のコイルの絶縁性が向上するので、異相のコイル間に絶縁部材（例えば、絶縁紙）を配置する必要がない。
　なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、削除したり、他の構成を追加・置換したりすることが可能である。
　１０…回転電機、１１…回転子、１２…回転子鉄心、１３…シャフト、１８…永久磁石、２０…固定子、２８、２８ａ、２８ｂ…巻線、２８Ｂ、２８Ｂ１、２８Ｂ２…脚部、２８Ｃ…頭頂部、２８Ｅ…端部、２８Ｇ…セグメント導体、２８Ｈ…絶縁被膜、２８ＨＴ…絶縁被膜が厚い部分、２８Ｈｔ…絶縁被膜が厚い部分の反対部分の絶縁被膜、３３…集中巻の固定子、４０Ｎ１、４０Ｎ２…中性点結線用導体、４１Ｕ１、４１Ｕ２、４１Ｖ１、４１Ｖ２、４１Ｗ１、４１Ｗ２…口出し線、４２Ｕ、４２Ｖ、４２Ｗ…交流端子、５０…ハウジング、６０…固定子コイル、６０Ｕ…Ｕ相コイル、６０Ｖ…Ｖ相コイル、６０Ｗ…Ｗ相コイル、６０Ｕ１…Ｕ１相コイル、６０Ｕ２…Ｕ２相コイル、６０Ｖ１…Ｖ１相コイル、６０Ｖ２…Ｖ２相コイル、６０Ｗ１…Ｗ１相コイル、６０Ｗ２…Ｗ２相コイル、６１…コイルエンド（反溶接側コイルエンド）、６２…コイルエンド（溶接側コイルエンド）、７８…ボビン、１３０…液冷ジャケット、１３２、１３２ａ、１３２ｂ…固定子鉄心、１４４、１４５…軸受、１５０…冷媒貯蔵空間、１５３、１５４、１５５…冷媒通路、１５６…磁気的空隙、１６０…補助磁極、２００…溶接部、３１０…スロットライナー、４２０…スロット、４３０…ティース、４４０…コアバック、８１０…磁石挿入孔、ＥＮＧ…エンジン、ＴＲ…変速機、ＦＷ…前輪側駆動輪、ＲＷ…後輪側駆動輪、ＩＮＶ…電力変換装置、ＢＡＴ…バッテリ、ＲＦ…冷媒、Ｎ１、Ｎ２…中性点。

Claims (8)

  1. 　複数のスロットを備える円筒形の固定子鉄心と、
    　巻線で構成され、前記スロットに収容された固定子コイルと、
    を備え、
    　前記巻線は、表面に絶縁被膜を備え、前記スロットの内部において、長さ方向に垂直な断面での一部分の前記絶縁被膜が、前記一部分の、前記巻線の中心を挟んだ反対部分の前記絶縁被膜よりも厚く、
    　前記スロットの内部において、異相の前記固定子コイルと隣り合う前記巻線は、異相の前記固定子コイルと隣り合う部分の前記絶縁被膜が、異相の前記固定子コイルと隣り合う前記部分の前記反対部分の前記絶縁被膜よりも厚い、
    ことを特徴とする固定子。
  2. 　前記巻線は、前記長さ方向の全てにおいて、前記長さ方向に垂直な断面での前記一部分の前記絶縁被膜が、前記一部分の前記反対部分の前記絶縁被膜よりも厚い、
    請求項１に記載の固定子。
  3. 　前記巻線は、前記スロットの内部において、前記固定子鉄心の径方向に並んで収容されており、
    　前記スロットの内部において、異相の前記固定子コイルと前記径方向で隣り合う前記巻線は、異相の前記固定子コイルと隣り合う前記部分の前記絶縁被膜が、異相の前記固定子コイルと隣り合う前記部分の、前記径方向の前記反対部分の前記絶縁被膜よりも厚い、
    請求項１に記載の固定子。
  4. 　前記巻線は、前記スロットの内部において、前記固定子鉄心の周方向に並んで収容されており、
    　前記スロットの内部において、異相の前記固定子コイルと前記周方向で隣り合う前記巻線は、異相の前記固定子コイルと隣り合う前記部分の前記絶縁被膜が、異相の前記固定子コイルと隣り合う前記部分の、前記周方向の前記反対部分の前記絶縁被膜よりも厚い、
    請求項１に記載の固定子。
  5. 　前記巻線は、平角線であり、前記巻線を構成する４つの面のうち、互いに隣接する２つの面での前記絶縁被膜が、前記２つの面が向かい合う２つの面での前記絶縁被膜よりも厚い、
    請求項１に記載の固定子。
  6. 　前記巻線は、平角線である、
    請求項１から４のいずれか１項に記載の固定子。
  7. 　前記巻線は、丸線である、
    請求項１から４のいずれか１項に記載の固定子。
  8. 　請求項１から７のいずれか１項に記載の固定子と、
    　前記固定子の内周側に配置され、回転可能に支持された回転子と、
    を備える、
    ことを特徴とする回転電機。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113691033A (zh) * 2020-05-19 2021-11-23 通用电气航空***有限责任公司 用于定子芯的热绝缘部分的方法和***

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011086648A1 (ja) * 2010-01-14 2011-07-21 三菱電機株式会社 回転電機およびその製造方法
JP2014161212A (ja) * 2013-01-22 2014-09-04 Toyota Motor Corp ステータ及びステータの製造方法
JP2016201930A (ja) * 2015-04-13 2016-12-01 株式会社日立製作所 高電圧機器用コイル、およびそれを用いた回転電機、高電圧機器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011086648A1 (ja) * 2010-01-14 2011-07-21 三菱電機株式会社 回転電機およびその製造方法
JP2014161212A (ja) * 2013-01-22 2014-09-04 Toyota Motor Corp ステータ及びステータの製造方法
JP2016201930A (ja) * 2015-04-13 2016-12-01 株式会社日立製作所 高電圧機器用コイル、およびそれを用いた回転電機、高電圧機器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113691033A (zh) * 2020-05-19 2021-11-23 通用电气航空***有限责任公司 用于定子芯的热绝缘部分的方法和***
EP3913774A1 (en) * 2020-05-19 2021-11-24 GE Aviation Systems LLC Method and system for thermally insulating portions of a stator core

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