(57)【要約】【課題】高効率で高信頼性の回転電機を提供する。【解決手段】複数のコイルが巻回された固定子と、前記固定子に対して所定のギャップを介して回転自由に支持された回転子とを有する回転電機において、前記コイルは、１巻につき少なくとも一つの接続部を前記固定子のスロット内に有し、接続される導体は、前記接続部において互いに段差を有し、前記段差を互いに埋めるように他の導体と嵌合し、前記段差は、前記スロット内で互いに接触して電気導通する接触面を有し、前記固定子の径方向に前記コイルを加圧可能な加熱膨張性シートが前記スロット内に配置される。【選択図】図１
2020127303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコイルが巻回された固定子と、前記固定子に対して所定のギャップを介して回転自由に支持された回転子とを有する回転電機において、
前記コイルは、１巻につき少なくとも一つの接続部を前記固定子のスロット内に有し、
接続される導体は、前記接続部において互いに段差を有し、前記段差を互いに埋めるように他の導体と嵌合し、
前記段差は、前記スロット内で互いに接触して電気導通する接触面を有し、
前記固定子の径方向に前記コイルを加圧可能な加熱膨張性シートが前記スロット内に配置されることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
前記コイルは１巻につき２本以上の導体で構成され、
前記段差は、前記スロット内で径方向に互いに接触して電気導通する接触面を有することを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項１に記載の回転電機において、
前記コイル１巻を構成する導体の本数に関して、前記ギャップに最も近いコイルの導体本数は、前記ギャップから最も遠いコイルの導体本数より大きいことを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項１に記載の回転電機において、
前記固定子の径方向における前記導体の厚さに関して、前記ギャップに最も近い導体の厚さは、前記ギャップから最も遠い導体の厚さより小さいことを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項１に記載の回転電機において、
前記接続部で前記導体が互いに接触する接触面は導電性メッキで覆われることを特徴とする回転電機。
【請求項６】
請求項１に記載の回転電機において、
前記接触面以外の前記導体の側面は絶縁皮膜で覆われることを特徴とする回転電機。
【請求項７】
請求項６に記載の回転電機において、
前記接触面は前記絶縁皮膜で覆われた部分より突出していることを特徴とする回転電機。
【請求項８】
請求項１に記載の回転電機において、
前記導体は、前記スロット内の位置において、前記加熱膨張性シートが陥入可能な凹部を有することを特徴とする回転電機。
【請求項９】
請求項１記載の回転電機において、
前記加熱膨張性シートは、前記スロットの軸方向端面より外側に突出していることを特徴とする回転電機。
【請求項１０】
請求項１記載の回転電機において、
前記加熱膨張性シートは、前記スロットの軸方向端面において、前記導体と前記スロットの間隙を埋めることを特徴とする回転電機。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一つに記載の回転電機と、
バッテリと、
前記バッテリの直流電力を交流電力に変換して、前記交流電力を前記回転電機に供給する電力変換装置とを有することを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両、自動車、建機などに搭載される可変速駆動の回転電機は、小型化のために駆動回転数の高速化が進んでいる。これは、モータ出力がトルクと回転数との積に比例するため、回転数を増加してトルクを下げることによって、小さなモータで同一の出力を得ようとする試みである。ただし、高速化に伴い電源周波数が高くなるため、固定子コイルの交流銅損が増加し、効率低下および発熱増加を招く。交流銅損は、スロット内を横切る磁束によりコイル導体内に電流分布の偏りが生じることで発生する損失であり、電流、周波数、導体断面積が大きいほど増加する。
【０００３】
本技術分野の背景技術として、以下の先行技術がある。特許文献１（特開平１１−２８５２１７号公報）には、固定子鉄心に装備された複数の導体セグメントは、スロット内において二対以上の層をなして１列のみに配列されている車両用交流発電機の固定子が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２（特開２０１５−０２３７７１号公報）には、複数のスロットを有するステータコアと、前記ステータコアの軸方向一端側から第１及び第２スロットに第１脚及び第２脚が挿入される一方側導体セグメントと、前記ステータコアの軸方向他端側から第１スロットに第１脚が挿入される第１の他方側導体セグメントと、前記ステータコアの軸方向他端側から第２スロットに第２脚が挿入される第２の他方側導体セグメントとを含み、各スロット内で対向する脚同士が接合され、複数の一方側導体セグメント及び他方側導体セグメントが順次接合されて形成されるステータコイルと、を備えたことを特徴とする回転電機ステータが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２８５２１７号公報
【特許文献２】特開２０１５−０２３７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
自動車の駆動モータで広く採用されている分布巻固定子の場合、大量生産するために、コイル巻数を数ターンと小さくして、固定子軸方向端部で隣接するコイルを溶接により接続する製造方法が採用されている（例えば、特許文献１参照）。この構造で交流銅損を低減するためには、１巻のコイル導体を多段の扁平角線で構成するなどの対策が必要である。しかしながら、コイル導体が多段になるとコイルエンドの接続部の溶接点数が増加し、製作が複雑になる欠点がある。また、コイルエンドを溶接する方法においては、接続部を形成する際のコイル引曲げ工程や溶接工程で、絶縁被膜の損傷や溶接不良などの不具合が発生しやすく、モータの信頼性確保が課題となっている。
【０００７】
この課題を解決するための従来技術として、特許文献２記載のように固定子スロット内で嵌合構造を形成してコイル導体を接合する方法がある。しかしながら、特許文献２記載の技術では嵌合作業性と長期信頼性とのトレードオフを解決できない。具体的には、固定子コイルを構成する複数の導体を嵌合するために嵌合部のクリアランスを大きくして嵌めやすくして、作業性を向上することが望ましいが、嵌合部のクリアランスを大きくすると組立後に嵌合部が抜けやすくなるほか、接触抵抗のバラつきが大きくなるためモータの信頼性の確保が困難である。一方、嵌合部のクリアランスを小さくすると、嵌合が困難となり電気導通を確保できない場合が生じるほか、嵌合時に嵌合方向に力を加える必要が生じるので、嵌合部が変形して電気導通を確保できない可能性がある。このように、いずれにしても信頼性の確保が困難となる。また、嵌めやすく抜けにくくなるように公差を管理できても、公差の管理に要する生産管理コストが大きくなるため製品価格が高騰する。
【０００８】
本発明の目的は、高効率で高信頼性の回転電機及びこれを搭載した車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明には様々な実施形態を含むが、その一例をあげると、複数のコイルが巻回された固定子と、前記固定子に対して所定のギャップを介して回転自由に支持された回転子とを有する回転電機において、前記コイルは、１巻につき少なくとも一つの接続部を前記固定子のスロット内に有し、接続される導体は、前記接続部において互いに段差を有し、前記段差を互いに埋めるように他の導体と嵌合し、前記段差は、前記スロット内で互いに接触して電気導通する接触面を有し、前記固定子の径方向に前記コイルを加圧可能な加熱膨張性シートが前記スロット内に配置される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば高効率で高信頼性の回転電機及びこれを搭載した車両を提供できる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明によって明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施例におけるコイル構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施例におけるコイル導体の接続方法を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例におけるコイルの断面図である。
【図４】本発明の第１の実施例におけるコイルの接続部の固定方法を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施例における固定子コイルの外観図である。
【図６】本発明の第２の実施例におけるコイル接続方法を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施例におけるコイルの断面図である。
【図８】本発明の第４の実施例における車両を示す図である。
【図９】モータ通電時の固定子のスロット断面における磁束線図である。
【図１０】１巻のコイルの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。以下の説明では、同一の構成要素には同一の記号を付してある。それらの名称及び機能は同じであり、重複した説明を避ける。本発明では、「コイル」の定義を亀甲巻の１巻、又は波巻の１サイクルとする。従って、例えばコイルが４回巻き回された構成においては、４巻のコイルと表現する。また、「コイルが固定子コアの内部に接続部を有する構成」の定義を、図１０（ａ）又は図１０（ｂ）に示す構成とする。また、１巻のコイルが複数の導体で構成される場合は、特に断りのない限り複数導体をまとめてコイル導体と呼ぶ。また、以下の説明では自動車、鉄道車両など可変速で駆動される回転電機を例示しているが、本発明が適用される回転電機はこれに限定されるものではなく、定速で駆動される回転電機を含む回転電機全般に適用可能である。また、本発明が適用される回転電機は、誘導機でも、永久磁石同期機でも、巻線型同期機でも、シンクロナスリラクタンス回転機でもよい。また、以下の説明では内転型の回転電機を例示するが、本発明は外転型の回転電機にも適用できる。また、本発明が適用される回転電機を構成するコイル導体の材質は、銅でも、アルミでも、その他の導電材料でもよい。
【００１３】
＜実施例１＞
以下、図１から図５を用いて、本発明の第１の実施例について説明する。図１は、本発明の第１の実施例におけるコイルの構成を示す図である。図２は、本発明の第１の実施例におけるコイル導体の接続方法を示す図である。図３は、本発明の第１の実施例におけるコイルの断面図である。図４は、本発明の第１の実施例におけるコイルの接続部の固定方法を示す図である。図５は、本発明の第１の実施例における固定子コイルの外観図である。
【００１４】
本実施例の固定子コイルの全体構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１において、固定子１０１は、径方向内周側にギャップを介して、周方向に回転自由に支持された内転型回転子（図示していない）を具備する。固定子１０１は周方向に複数のスロットを有しており、スロット内にはコイル導体が挿入される。コイル導体は、コイル間の絶縁を確保するために、エポキシ樹脂等の絶縁皮膜でコーティングされる。図１には、固定子１０１の１スロット分と、当該スロットに挿入された４巻分のコイル２０１、２１１、２２１、２３１を示している。例えば自動車駆動モータの場合、大量生産される都合上、１本の導体で１巻のコイルを構成する場合が多いが、高速回転時に交流銅損が増加するため、１巻のコイルを多段の扁平角線で構成して交流銅損を低減する方法が知られている。以下ではまず、前述の構成で交流銅損が低減する構成について図９を用いて説明する。
【００１５】
図９はモータ通電時の固定子のスロット断面における磁束線図である。図１と同様に、１スロットには４巻分のコイル２０１、２１１、２２１、２３１が挿入されている。図９（ａ）は１本の導体で１巻のコイルを構成した場合を、図９（ｂ）は２本の扁平導体で１巻のコイルを構成した場合を示す。導体に通電すると、アンペールの法則に従い導体周りに磁束φ（図９では６本）が発生し、スロット部の磁気抵抗分布の影響により、一般にスロット開口部（すなわち、固定子１０１と回転子との間のギャップ）に近くなるほど磁束線が密となる。この磁束線の分布は、１巻のコイルの通電電流が同等であれば、図９（ａ）（ｂ）ともに同一となる。モータ駆動時においてコイルの通電電流は交流変化するので、磁束φも交流変化する。電磁誘導の法則に従って、導体には微小時間Δｔあたりの磁束変化Δφを打ち消す方向に起電力Ｕと導体内渦電流Ｉが発生し、これによって交流銅損Ｐａｃが発生する。導体内渦電流Ｉが流れる経路の抵抗を一般に交流抵抗Ｒａｃと呼ぶ。それぞれの物理量には以下の関係が成り立つ（〜は比例を表す記号である）。
Ｕ〜−Δφ／Δｔ
Ｉ〜Ｕ／Ｒａｃ
Ｐａｃ〜Ｒａｃ×（Ｉの２乗）
【００１６】
従って、Ｐａｃは以下のように表すことができる。
Ｐａｃ〜（Δφの２乗）／Ｒａｃ
【００１７】
いま、図９（ａ）のコイル２０１に発生する交流銅損を１ｐｕとすると、コイル２１１の交流銅損も１ｐｕ、コイル２２１にはコイル２０１の２倍である２本の磁束φが透過しており、交流銅損は２乗に比例することから４ｐｕとなる。同様に、コイル２３１の交流銅損も４ｐｕとなり、４本のコイルの交流銅損の合計は１０ｐｕとなる。一方で、図９（ｂ）のように各コイルを２本の導体で構成すると、導体当たりの透過磁束が半分になり、導体断面積が１／２となるので、導体内渦電流が流れる経路の抵抗Ｒａｃは２倍となる。従って、コイル２０１の２本の導体に発生する交流銅損は、それぞれ１／８ｐｕ、合計で１／４ｐｕ、同様にコイル２１１の交流銅損は１／４ｐｕ、コイル２２１の交流銅損は１ｐｕ、コイル２３１の交流銅損は１ｐｕとなり、４本のコイルの交流銅損の合計は２．５ｐｕとなる。図９（ｂ）の構成の交流銅損は、図９（ａ）の構成の１／４の大きさである。このように扁平な導体で構成することで交流銅損を大幅に低減することができる。
【００１８】
以上より、図１においても交流銅損の低減を目的に、１巻のコイルを２本の導体で構成する。ただし、従来技術において、このような構成を採用する場合には、コイルエンドの接続部の溶接点数が増加し、コイルの製作が複雑になる欠点があった。また、別の方法として、固定子スロット内で嵌合構造を形成し、当該部でコイル導体を接合する方法があるが、嵌合作業性と長期信頼性のトレードオフを解決できない欠点があった。本発明はこれらの課題を解決するものであり、その具体的な解決手段と原理について図２を用いて説明する。
【００１９】
図２は、図１に示した１巻のコイル２０１と２０２との接続にフォーカスした拡大図であり、図２（ｂ）と図１は同一にコイルが接続されている状態を示す。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、１巻のコイル２０１と２０２とは軸方向中央部で上下に分割され、上半分は扁平な導体２０１ａと導体２０１ｂとで構成され、同様に下半分は扁平な導体２０２ａと導体２０２ｂとで構成される。導体２０２は、加熱膨張性シート４０１で覆われており、導体２０２と加熱膨張性シート４０１を組み合わせた状態で固定子スロットに設置しておき、当該スロットに導体２０１を上から挿入する。上半分の導体２０１と下半分の導体２０２とは、互いに側面で接触可能なＬ字形の段差形状をもつように構成され、スロット内では図２（ｂ）に示すように互いの段差が組み合わされるようにして嵌合される。また、導体２０１と導体２０２との接続部分は導電性の表面処理がされており（例えば、導電性メッキで覆われており）、図２（ｂ）に示すように、導体２０１ａの導電性メッキ部３０１ａは、導体２０１ｂの導電性メッキ部３０１ｂと対向し、かつ、導体２０２ａの導電性メッキ部３０２ａと対向する。さらに、導体２０２ａの導電性メッキ部３０２ａは、導体２０２ｂの導電性メッキ部３０２ｂとも対向する。導体間の接続部分の導電性の表面処理は、導電性メッキではなく、ナノ粒子結合や、導電性ペーストなどを用いてもよい。
【００２１】
この状態で固定子コイルを過熱すると加熱膨張性シート４０１が膨らむため、図２（ｃ）に示すように導体２０１ａと導体２０１ｂの導電性メッキ部とが互いに密着するような力が発生し、同様に導体２０１ａと導体２０２ａの導電性メッキ部が互いに密着し、導体２０２ａと導体２０２ｂの導電性メッキ部が互いに密着する。結果として、それぞれの導電性メッキ部が径方向に面接触する状態が形成され、元々別個に形成された導体２０１ａ、２０１ｂ、２０２ａ、２０２ｂの電気導通が確保される。
【００２２】
この方法によれば、固定子スロットにコイルを挿入する段階においては、加熱性膨張シートが膨張する前なので、コイル間の嵌合クリアランスを十分に確保でき、コイル挿入作業を極めて容易に実施できる。また、接続部に導電性メッキ処理を施せばよいので、高精度な公差管理が必要なく、製作コストを抑制できる。また、コイル挿入後の引き曲げや溶接などの後工程が不要であり、嵌合方向に力を加える必要がないので、コイルが変形せず、製品信頼性を向上できる。また、加熱膨張性シートの膨張圧力によって、コイルを構成する導体同士が押しつけられるように加圧され、接続部の面接触が安定的に維持されるため、長期的な電磁振動に対しても接続部のズレや、抜けを抑制でき、高い信頼性を確保できる。
【００２３】
なお、図示した態様では、コイル２０１、２０２等が加熱膨張性シート４０１で覆われているが、コイルを構成する導体の導電性メッキ部同士が押しつけられるように加圧される位置に加熱膨張性シート４０１が設けられればよく、加熱膨張性シート４０１がコイル２０１、２０２の全周を覆っていなくてもよい。
【００２４】
加熱膨張性を備えたシートは、例えば、シートの基材として、加熱により接着性を発揮する樹脂、例えば、エポキシ樹脂などの内部に、液化炭酸ガスなどが封入された膨張フィラーを混入し、シート化することで得られる。シートの形態は、コイル１巻ごとに膨張圧力を与えられる構成であれば、図２の形態に限定されず、図３（ａ）に示すように、スロット形状に合わせたボビン４９９を設け、コイルごとの仕切りを設けてもよい。なお、図３（ａ）ではボビン４９９の各空間の内側に加熱膨張性シート４０１等を設けたが、加熱膨張性シートによってボビン４９９を構成してもよい。
【００２５】
また、固定子スロット内で図２（ｂ）の状態が実現できればよいので、前述した接続手順に限定されず、例えば、加熱膨張性シート４０１を予め固定子スロットに設置した状態で導体２０１と導体２０２のそれぞれを挿入する手順でもよい。前述のボビン４９９を使用する場合は、この手順を採用することによって、挿入作業を簡易にできる。また、接続作業の前段階において、接着剤を用いて導体２０１ａと導体２０１ｂを少なくとも一箇所固定して一体に構成することによって、挿入作業を簡易化できる。
【００２６】
導電性メッキ部を作成する方法として、導体の絶縁皮膜を剥離してメッキ処理する工程が簡素であるが、接続部の電気導通と、それ以外の部分の電気絶縁が確保できるのあれば、この工程に限定されない。また、導電性メッキ部の膜厚を絶縁皮膜厚よりも大きくすることで、導体側面から導通面を僅かに突出させ、導通面を確実に面接触させることができる。なお、コイルを構成する金属を、導通面において導体側面から僅かに突出させる加工（例えば、突出させる方向と垂直に加圧する加工）をしてもよい。
【００２７】
導体２０１と導体２０２の接続部における段差形状は、図２に示すように扁平導体２０１ａと２０１ｂを重ねてＬ字形の段差を形成する形状でもよいが、導体２０１、２０２をそれぞれ１本の導体で構成しても交流銅損が十分小さい場合は、導体２０１、２０２それぞれの接続部をＬ字形に加工して導通面を形成してもよい。
【００２８】
以上、本発明の第１の実施例によって、交流銅損を低減でき、高効率で信頼性が高い回転電機の構成及びその原理を説明した。
【００２９】
図１の導体２１１と２１２、導体２２１と２２２、導体２３２と２３１についても、図２で示した導体２０１と２０２と同様の組み合わせで構成される。図１に示すように、加熱膨張性シート４０１、４１１、４２１、４３１は、固定子スロットの軸方向端面より軸方向外側に突出していることが望ましい。これは、固定子スロットの軸方向端面のエッジとコイルの絶縁被膜とが擦れ合って、コイルの絶縁皮膜を損傷する恐れがあるためであり、エッジとの摩擦から絶縁被覆を保護するために加熱膨張性シートを活用する。図１では、説明を簡易化するためにコイルエンドが軸方向に直線状に伸びるように図示しているが、一般にコイルエンド部は巻線抵抗を低減するために軸方向端面で周方向に折り返されるので、このような構成においても加熱膨張性シートを用いたエッジ保護は有用である。
【００３０】
また、固定子スロット内の接続部３０１、３１１、３２１、３３１に塵埃や水分が混入すると、絶縁不良や導通不良が生じる恐れがあるため、スロットの軸方向端面部６０１、６０２において、導体とスロットとの間隙及び導体と加熱膨張性シートとの間隙を埋めるようにシールされることが望ましい。このような構成とすることで、スロット内への塵埃混入を抑制でき、長期信頼性を向上できる。
【００３１】
ここで、図１に示す接続部３０１、３１１、３２１、３３１の導電性メッキ部は、モータ端子電圧相当に課電する。当該部のこのときの電極としての振舞いについて以下に説明する。固定子１０１の軸方向に関しては加熱膨張性シートの沿面絶縁によって十分な耐電圧を確保することができる。周方向面に関しては、固定子スロット内壁（電磁鋼板）が一般にアース電位なので電位差が発生するが、こちらも加熱膨張性シートの貫層絶縁によって十分な耐電圧を確保することができる。導電性メッキ部の径方向面に関しては、固定子スロット内壁（電磁鋼板）との沿面絶縁距離を確保する必要があるが、図３（ｂ）に示すように、加熱膨張性シートのオーバーラップ部４３１ａを設けることで、十分な耐電圧を確保することができる。
【００３２】
図４に、導体２０１、２０２を更に強固に固定する方法を示す。図４では、固定子スロット内において、導体２０１、２０２の側面に、それぞれ凹部５０１、５０２を設けている。凹部５０１、５０２は、接続部３０１、３０２に対し所定の距離を介して設けるとよく、また、加熱膨張性シートの端部からも所定の距離を介して設けるとよい。このような構成によって、凹部５０１、５０２に加熱膨張性シートが陥入するので、電磁振動によって導体２０１、２０２のズレや、固定子スロットからの抜けを抑制でき、さらに、接続部への塵埃混入を抑制できるため、長期信頼性を向上できる。
【００３３】
なお、図４では導体の径方向側面に凹部５０１、５０２を設けているが、他の側面（例えば、当該部位の全ての外周）に凹部を設けてもよい。
【００３４】
以上に説明したように、第１の実施例によれば、図５に示すようにコイルエンド部の溶接箇所を無くすことができるので、モータの軸方向長さを短縮でき、より一層の小型化を実現することができる。
【００３５】
＜実施例２＞
図６を用いて、本発明の第２の実施例について説明する。図６は、本発明の第２の実施例におけるコイル接続方法を示す図である。
【００３６】
図６に示す構成と図２に示す構成との違いは、１巻のコイル２０１と２０２は軸方向中心で上下に分割され、上半分は扁平な導体２０１ａ、導体２０１ｂ、導体２０１ｃで構成され、下半分は同様に扁平な導体２０２ａ、導体２０２ｂ、導体２０２ｃで構成される点である。このように１巻のコイルを上下３本ずつの導体で構成することによって、１巻のコイルを、より扁平な導体で構成できるので、交流銅損をさらに低減でき、高効率な回転電機を得ることができる。
【００３７】
＜実施例３＞
図７を用いて、本発明の第３の実施例について説明する。図７は、本発明の第３の実施例におけるコイルの断面図である。
【００３８】
図７（ａ）に示す構成と図３に示す構成との違いは、１巻きのコイルを構成する導体の本数ｎ（ｎは自然数）に関して、ギャップから最も遠いコイルの導体本数ｎ０と、ギャップに最も近いコイルの導体本数ｎ３とがｎ０＜ｎ３となることである。交流銅損はスロットスロット開口部（固定子と回転子との間のギャップ）に近いほど大きくなるので、図９に示すように、ギャップに近いコイルの導体本数を多くして１本の導体をより扁平にすることによって、交流銅損をさらに低減できる。
【００３９】
なお、図７（ａ）に示す態様では、４本のコイルの厚さｔを２ｔ０＝２ｔ１＝３ｔ２＝３ｔ３としたが、２ｔ０＝２ｔ１＜３ｔ２＝３ｔ３としても、導体本数がｎ０＜ｎ３となればよい。
【００４０】
一方で、図７（ｂ）は、１巻きのコイルを構成する導体の本数をスロット内の複数個コイルで同一とし、導体の径方向厚さｔに関して、前記ギャップから最も遠い導体の径方向厚さｔ０と、前記ギャップに最も近い導体の径方向厚さｔ３とがｔ０＞ｔ３となるように構成している。このように、ギャップに近いコイル導体をより扁平にすることによって、交流銅損をさらに低減できる。
【００４１】
＜実施例４＞
図８を用いて、本発明の第４の実施例について説明する。図８は、本発明の第４の実施例における車両を示す図である。
【００４２】
図８に示す車両７００における回転電機７５１、７５２に本発明が適用される。図８に示すように、車両７００は、例えばハイブリッド自動車やプラグインハイブリッド自動車であり、エンジン７６０と、回転電機７５１、７５２と、バッテリ７８０とが搭載されている。
【００４３】
バッテリ７８０は、回転電機７５１、７５２を駆動する場合、駆動用の電力変換装置（インバータ装置）７７０に直流電力を供給する。電力変換装置７７０は、バッテリ７８０からの直流電力が変換された交流電力を回転電機７５１、７５２のそれぞれに供給する。
【００４４】
また、回生走行時には、回転電機７５１、７５２が車両の運動エネルギーに応じて発生した交流電力を電力変換装置７７０に供給する。電力変換装置７７０は、回転電機７５１、７５２からの交流電力を直流電力に変換し、この直流電力をバッテリ７８０に供給する。
【００４５】
エンジン７６０及び回転電機７５１、７５２による回転トルクは、変速機７４０、デファレンシャルギア７３０及び車軸７２０を介して車輪７１０に伝達される。
【００４６】
一般に、自動車では坂道発進での低速大トルクや、高速道路での高速低トルク、街乗りでの中速中トルクなど、広い運動性能が要求される。このような広い運動性能範囲において、本発明を適用した回転電機７５１、７５２では高効率な運転が可能となる。さらに、熱損失が軽減されるので、車両７００の安全性向上や長寿命化が可能になる。また、車両７００の航続距離を延ばすことができる。
【００４７】
なお、エンジン７６０を備えず、回転電機の動力だけで駆動される電気自動車においても、本発明の回転電機を適用することにより同様の効果が得られる。
【００４８】
さらに、変速機７４０を備えず、車輪７１０に回転電機の軸が直結された、いわゆるインホイールモータの電気自動車においても、本発明の回転電機を適用することにより同様の効果が得られる。
【００４９】
以上に説明したように、本発明の実施例によると、複数のコイル２０１、２１１、２２１、２３１が巻回された固定子１０１と、固定子１０１に対して所定のギャップを介して回転自由に支持された回転子（図示省略）とを有する回転電機において、コイル２０１、２０２等は、１巻につき少なくとも一つの接続部を固定子１０１のスロット内に有し、接続される導体２０１ａ、２０１ｂ等は、接続部において互いに段差を有し、段差を互いに埋めるように他の導体２０２ａ、２０２ｂ等と嵌合し、段差はスロット内で径方向に互いに接触して電気導通する接触面（導電性メッキ部３０１ａ等）を有し、固定子１０１の径方向にコイル２０１、２０２等を加圧可能な加熱膨張性シート４０１等がスロット内に配置されるので、コイル２０１、２０２等が加熱膨張性シート４０１等で覆われることから、接触部の確実な接触を維持でき、嵌合作業性及び長期信頼性を両立でき、高効率で高信頼性の回転電機を提供できる。
【００５０】
また、コイル１巻を構成する導体の本数ｎに関して、ギャップに最も近いコイルの導体本数ｎ３を、ギャップから最も遠いコイルの導体本数ｎ０より大きくすることで、ギャップに最も近いコイル導体を扁平にしたので、交流銅損を低減できる。
【００５１】
また、導体の径方向厚さｔに関して、ギャップに最も近い導体の径方向厚さｔ３を、ギャップから最も遠い導体の径方向厚さｔ０より小さくしたので、交流銅損を低減できる。
【００５２】
また、導体２０１ａ、２０１ｂ等が互いに接触する接触面は導電性メッキ３０１ａ、３０１ｂ、３０２ａ、３０２ｂ等で覆われるので、経年劣化による接触面の導通不良を抑制できる。
【００５３】
また、接触面以外の導体２０１ａ、２０１ｂ等の側面は絶縁皮膜で覆われるので、隣接する導体間の絶縁を確保できる。
【００５４】
また、接触面は絶縁皮膜で覆われた部分より突出しているので、接触面同士を確実に接触させることができる。
【００５５】
また、導体２０１ａ、２０１ｂ、２０２ａ、２０２ｂ等は、スロット内の位置において、加熱膨張性シート４０１等が陥入可能な凹部５０１ａ、５０１ｂ、５０２ａ、５０２ｂを有するので、電磁振動による導体２０１ａ、２０１ｂ、２０２ａ、２０２ｂのズレや、固定子スロットからの抜けを抑制でき、さらに、接続部への塵埃混入を抑制できるため、長期信頼性を向上できる。
【００５６】
また、加熱膨張性シート４０１等は、スロットの軸方向端面部６０１、６０２よりも軸方向外側に突出しているので、固定子スロットの軸方向端面のエッジとコイルの絶縁被膜とが擦れ合うことによる、コイルの絶縁皮膜の損傷を抑制して、長期信頼性を向上できる。
【００５７】
また、加熱膨張性シート４０１等は、スロットの軸方向端面部６０１、６０２において、導体とスロットの間隙を埋めるので、スロット内への塵埃混入を抑制でき、長期信頼性を向上できる。
【００５８】
また、本実施例の回転電機７５１、７５２と、バッテリ７８０と、バッテリの直流電力を交流電力に変換して、前記交流電力を前記回転電機に供給する電力変換装置７７０とを有するので、高効率で高信頼性の回転電機を搭載した車両を提供できる。
【００５９】
なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した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、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されない。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てもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１：車両
２：台車
３：ギアボックス
４：車輪
１０１：固定子
２０１、２０２、２１１、２１２、２２１、２２２、２３１、２３２：コイル導体
３０１、３０２、３１１、３１２、３２１、３２２、３３１、３３２：導体性メッキ
４０１、４１１、４２１、４３１：加熱膨張性シート
５０１、５０２：凹部
６０１：コイルエンドシール部
７００  車両
７１０  車輪
７２０  車軸
７３０  デファレンシャルギア
７４０  変速機
７５１，３５２  回転電機
７６０  エンジン
７７０  電力変換装置
７８０  バッテリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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