(57)【要約】【課題】放熱性能の高い回転電機の固定子を提供する。【解決手段】回転電機の固定子５０は、固定子コア５２と、固定子巻線５１とを備え、回転自在な回転子と同軸に配置されている。固定子巻線は、回転子の磁石部に対して径方向に対向している磁石対向部と、磁石対向部よりも軸方向外側において同相の磁石対向部同士を接続しているターン部８４１，８４６とを有している。軸方向の両側のターン部のうち、少なくとも一方は放熱促進ターン部８４１である。放熱促進ターン部は、異相の放熱促進ターン部同士が軸方向に重なって設けられているとともに、磁石対向部に対して径方向に突出している。放熱促進ターン部は、最内層ターン部８４１Ｕと、外層ターン部８４１Ｖ，８４１Ｗとを備え、最内層ターン部の径方向への突出量は、外層ターン部の径方向への突出量とは異なる突出量である。このため、放熱性能の高い回転電機の固定子を得ることができる。【選択図】図３２
2020018093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状の固定子コア（５２）と、
絶縁被膜（８２ｂ）によって覆われた複数相の固定子巻線（５１）とを備え、
回転自在に支持された回転子（４０）と同軸に配置された固定子（５０）であって、
前記固定子巻線は、
前記回転子の磁石部（４２）に対して回転電機の回転軸における径方向に対向している磁石対向部（８３）と、
前記磁石対向部よりも前記回転軸の軸方向外側において同相の前記磁石対向部同士を接続しているターン部（８４）とを有し、
前記軸方向の両側に設けられる前記ターン部のうち、少なくとも一方は放熱促進ターン部（８４１）であって、
前記放熱促進ターン部は、
異相の前記放熱促進ターン部同士が前記軸方向に部分的に重なって設けられているとともに、前記磁石対向部に対して前記径方向に突出しており、
前記軸方向に重なり合う異相の前記放熱促進ターン部のうち、前記軸方向において前記固定子コアに最も近い位置に設けられている最内層ターン部（８４１Ｕ）と、
前記軸方向において前記最内層ターン部よりも前記固定子コアから遠い位置に設けられている外層ターン部（８４１Ｖ，８４１Ｗ）とを備え、
前記最内層ターン部の前記径方向への突出量は、前記外層ターン部の前記径方向への突出量とは異なる突出量である回転電機の固定子。
【請求項２】
前記固定子巻線は、同相において２本以上の導線（８２）を有し、
前記放熱促進ターン部は、同相において、前記径方向への突出量の小さな小ターン部（８４１Ｕ２，８４１Ｖ２，８４１Ｗ２）と、前記小ターン部よりも前記径方向への突出量の大きな大ターン部（８４１Ｕ３，８４１Ｖ３，８４１Ｗ３）とを備え、
前記小ターン部と前記大ターン部との前記径方向における間に空隙を備えている請求項１に記載の回転電機の固定子。
【請求項３】
前記最内層ターン部における前記空隙は、前記外層ターン部における前記空隙よりも大きい請求項２に記載の回転電機の固定子。
【請求項４】
前記径方向に互いに対向する前記小ターン部と前記大ターン部とにおいて、前記小ターン部の角部（８４１ｅ）の曲げ外側における曲率半径（Ｒａ）は、前記大ターン部の前記角部の曲げ内側における曲率半径（Ｒｂ）よりも大きい請求項２または請求項３に記載の回転電機の固定子。
【請求項５】
前記軸方向の両側の前記ターン部のうち、一方のみが前記放熱促進ターン部である請求項１から請求項４のいずれかに記載の回転電機の固定子。
【請求項６】
前記固定子コアは、前記固定子コアよりも前記軸方向外側に延び出して設けられたケーシング部（６４）によって保持され、
前記放熱促進ターン部は、前記固定子コアの前記軸方向両側の前記ターン部のうち、前記ケーシング部において前記固定子コアよりも前記軸方向外側となる部分の高さである延出高さが小さい側の前記ターン部に設けられている請求項５に記載の回転電機の固定子。
【請求項７】
異相の前記固定子巻線同士の抵抗値が互いに等しい大きさである請求項１から請求項６のいずれかに記載の回転電機の固定子。
【請求項８】
前記最内層ターン部の前記径方向への最大突出量（ＬＵ）は、前記外層ターン部の前記径方向への最大突出量（ＬＶ，ＬＷ）よりも大きい請求項１から請求項７のいずれかに記載の回転電機の固定子。
【請求項９】
前記外層ターン部は、
前記軸方向に重なり合う前記放熱促進ターン部のうち、前記固定子コアから最も遠い位置に設けられている最外層ターン部（８４１Ｗ）と、
前記最外層ターン部と前記最内層ターン部との間に設けられている中層ターン部（８４１Ｖ）とを備え、
前記中層ターン部の前記径方向への最大突出量（ＬＶ）は、前記最外層ターン部の前記径方向への最大突出量（ＬＷ）よりも大きく、前記最内層ターン部の前記径方向への最大突出量（ＬＵ）は、前記中層ターン部の前記径方向への最大突出量（ＬＶ）よりも大きい請求項８に記載の回転電機の固定子。
【請求項１０】
前記放熱促進ターン部の前記径方向への最大突出量（ＬＵ）は、前記固定子コアの厚さ寸法よりも大きい請求項１から請求項９のいずれかに記載の回転電機の固定子。
【請求項１１】
前記固定子巻線（５１）は、前記回転子に対向する位置で前記回転軸の周方向に所定間隔で配置される導線部（８１，８２）を有し、
前記導線部は、前記径方向の厚さ寸法が、１磁極内における１相分の前記周方向の幅寸法よりも小さい請求項１から請求項１０のいずれかに記載の回転電機の固定子。
【請求項１２】
前記固定子巻線（５１）は、前記回転子に対向する位置で前記回転軸の周方向に所定間隔で配置される導線部（８１，８２）を有し、
前記固定子において、
前記周方向における前記各導線部の間に導線間部材（５７，１４２）を設け、かつ前記導線間部材として、１磁極における前記導線間部材の前記周方向の幅寸法を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前記周方向の幅寸法を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、
又は前記周方向における前記各導線部の間に前記導線間部材を設けていない構成である請求項１から請求項１１のいずれかに記載の回転電機の固定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、回転電機の固定子に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、効率の低下や発生トルクの低下を防止する目的で、回転電機の固定子巻線において、コイルエンドの長いものと短いものとを組み合わせて二相の巻線を形成した技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−２２４８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の構成では、コイル同士の重なり部分において、コイルへの通電によって発生した熱がこもりやすく、コイルの温度が上昇しやすかった。コイルの温度が異常に上昇することで、コイルをなす導線の被膜に熱劣化が生じてコイルの絶縁性が低下するなどして、回転電機が正常に機能しなくなることが懸念される。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、回転電機の固定子にはさらなる改良が求められている。
【０００５】
開示される１つの目的は、放熱性能の高い回転電機の固定子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここに開示された回転電機の固定子は、円環状の固定子コア（５２）と、絶縁被膜（８２ｂ）によって覆われた複数相の固定子巻線（５１）とを備え、回転自在に支持された回転子（４０）と同軸に配置された固定子（５０）であって、固定子巻線は、回転子の磁石部（４２）に対して径方向に対向している磁石対向部（８３）と、磁石対向部よりも回転軸の軸方向外側において同相の磁石対向部同士を接続しているターン部（８４）とを有し、軸方向の両側に設けられるターン部のうち、少なくとも一方は放熱促進ターン部（８４１）であって、放熱促進ターン部は、異相の放熱促進ターン部同士が軸方向に部分的に重なって設けられているとともに、磁石対向部に対して径方向に突出しており、軸方向に重なり合う異相の放熱促進ターン部のうち、軸方向において固定子コアに最も近い位置に設けられている最内層ターン部（８４１Ｕ）と、軸方向において最内層ターン部よりも固定子コアから遠い位置に設けられている外層ターン部（８４１Ｖ，８４１Ｗ）とを備え、最内層ターン部の径方向への突出量は、外層ターン部の径方向への突出量とは異なる突出量である。
【０００７】
開示された回転電機の固定子によると、放熱促進ターン部をなす最内層ターン部と外層ターン部とにおいて、最内層ターン部の径方向への突出量は、外層ターン部の径方向への突出量とは異なる突出量である。このため、最内層ターン部の径方向への突出量と外層ターン部の径方向への突出量とが等しい場合に比べて、最内層ターン部と外層ターン部とが軸方向に重ならない部分を大きく確保し、空気中への放熱を促進することができる。したがって、最内層ターン部と外層ターン部との大部分が重なっている場合に比べて、空気との接触面積を大きく確保しやすく、最内層ターン部で発生した熱がこもりにくい。よって、放熱性能の高い回転電機の固定子を提供できる。
【０００８】
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。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。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。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】回転電機の縦断面斜視図。
【図２】回転電機の縦断面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。
【図４】図３の一部を拡大して示す断面図。
【図５】回転電機の分解図。
【図６】インバータユニットの分解図。
【図７】固定子巻線のアンペアターンとトルク密度との関係を示すトルク線図。
【図８】回転子及び固定子の横断面図。
【図９】図８の一部を拡大して示す図。
【図１０】固定子の横断面図。
【図１１】固定子の縦断面図。
【図１２】固定子巻線の斜視図。
【図１３】導線の構成を示す斜視図。
【図１４】素線の構成を示す模式図。
【図１５】ｎ層目における各導線の形態を示す図。
【図１６】ｎ層目とｎ＋１層目の各導線を示す側面図。
【図１７】実施形態の磁石について電気角と磁束密度との関係を示す図。
【図１８】比較例の磁石について電気角と磁束密度との関係を示す図。
【図１９】回転電機の制御システムの電気回路図。
【図２０】制御装置による電流フィードバック制御処理を示す機能ブロック図。
【図２１】制御装置によるトルクフィードバック制御処理を示す機能ブロック図。
【図２２】第２実施形態における回転子及び固定子の横断面図。
【図２３】図２２の一部を拡大して示す図。
【図２４】磁石部における磁束の流れを具体的に示す図。
【図２５】別例における固定子の断面図。
【図２６】別例における固定子の断面図。
【図２７】別例における固定子の断面図。
【図２８】別例における固定子の断面図。
【図２９】別例においてｎ層目とｎ＋１層目の各導線を示す側面図。
【図３０】別例における固定子の断面図。
【図３１】第１実施形態における回転電機の縦断面図。
【図３２】第１実施形態における固定子の斜視図。
【図３３】図３２の一部を拡大して示す図。
【図３４】第１実施形態における固定子の上面図。
【図３５】図３４の一部を拡大して示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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／また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。
【００１１】
（第１実施形態）
以下に、図１から図２１を用いて、本実施形態に係る回転電機１０の固定子５０を適用可能な基礎的形態としての回転電機１０を説明する。
【００１２】
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乃至図５に示す。図１は、回転電機１０の縦断面斜視図であり、図２は、回転電機１０の回転軸１１に沿う方向での縦断面図であり、図３は、回転軸１１に直交する方向での回転電機１０の横断面図（図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図）であり、図４は、図３の一部を拡大して示す断面図であり、図５は、回転電機１０の分解図である。なお、図３では、図示の都合上、回転軸１１を除き、切断面を示すハッチングを省略している。以下の記載では、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。
【００１３】
回転電機１０は、大別して、軸受部２０と、ハウジング３０と、回転子４０と、固定子５０と、インバータユニット６０とを備えている。これら各部材は、いずれも回転軸１１と共に同軸上に配置され、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。
【００１４】
軸受部２０は、軸方向に互いに離間して配置される２つの軸受２１，２２と、その軸受２１，２２を保持する保持部材２３とを有している。軸受２１，２２は、例えばラジアル玉軸受であり、それぞれ外輪２５と、内輪２６と、それら外輪２５及び内輪２６の間に配置された複数の玉２７とを有している。保持部材２３は円筒状をなしており、その径方向内側に軸受２１，２２が組み付けられている。そして、軸受２１，２２の径方向内側に、回転軸１１及び回転子４０が回転自在に支持されている。
【００１５】
ハウジング３０は、円筒状をなす周壁部３１と、その周壁部３１の軸方向両端部のうち一方の端部に設けられた端面部３２とを有している。周壁部３１の軸方向両端部のうち端面部３２の反対側は開口部３３となっており、ハウジング３０は、端面部３２の反対側が開口部３３により全面的に開放された構成となっている。端面部３２には、その中央に円形の孔３４が形成されており、その孔３４に挿通させた状態で、ネジやリベット等の固定具により軸受部２０が固定されている。また、ハウジング３０内、すなわち周壁部３１及び端面部３２により区画された内部スペースには、回転子４０と固定子５０とが収容されている。本実施形態では回転電機１０がアウタロータ式であり、ハウジング３０内には、筒状をなす回転子４０の径方向内側に固定子５０が配置されている。回転子４０は、軸方向において端面部３２の側で回転軸１１に片持ち支持されている。
【００１６】
回転子４０は、中空筒状に形成された回転子本体４１と、その回転子本体４１の径方向内側に設けられた環状の磁石部４２とを有している。回転子本体４１は、略カップ状をなし、磁石保持部材としての機能を有する。回転子本体４１は、筒状をなす磁石保持部４３と、同じく筒状をなしかつ磁石保持部４３よりも小径の固定部４４と、それら磁石保持部４３及び固定部４４を繋ぐ部位となる中間部４５とを有している。磁石保持部４３の内周面に磁石部４２が取り付けられている。
【００１７】
固定部４４の貫通孔４４ａには回転軸１１が挿通されており、その挿通状態で回転軸１１に対して固定部４４が固定されている。つまり、固定部４４により、回転軸１１に対して回転子本体４１が固定されている。なお、固定部４４は、凹凸を利用したスプライン結合やキー結合、溶接、又はかしめ等により回転軸１１に対して固定されているとよい。これにより、回転子４０が回転軸１１と一体に回転する。
【００１８】
また、固定部４４の径方向外側には、軸受部２０の軸受２１，２２が組み付けられている。上述のとおり軸受部２０はハウジング３０の端面部３２に固定されているため、回転軸１１及び回転子４０は、ハウジング３０に回転可能に支持されるものとなっている。これにより、ハウジング３０内において回転子４０が回転自在となっている。
【００１９】
回転子４０には、軸方向両側のうち片側にのみ固定部４４が設けられており、これにより、回転子４０が回転軸１１に片持ち支持されている。ここで、回転子４０の固定部４４は、軸受部２０の軸受２１，２２により、軸方向に異なる２位置で回転可能に支持されている。すなわち、回転子４０は、回転子本体４１における軸方向の両側端部のうち一方の側において、軸方向２箇所の軸受２１，２２により回転可能に支持されている。そのため、回転子４０が回転軸１１に片持ち支持される構造であっても、回転子４０の安定回転が実現されるようになっている。この場合、回転子４０の軸方向中心位置に対して片側にずれた位置で、回転子４０が軸受２１，２２により支持されている。
【００２０】
また、軸受部２０において回転子４０の中心寄り（図の下側）の軸受２２と、その逆側（図の上側）の軸受２１とは、外輪２５及び内輪２６と玉２７との間の隙間寸法が相違しており、例えば回転子４０の中心寄りの軸受２２の方が、その逆側の軸受２１よりも隙間寸法が大きいものとなっている。この場合、回転子４０の中心寄りの側において、回転子４０の振れや、部品公差に起因するインバランスによる振動が軸受部２０に作用しても、その振れや振動の影響が良好に吸収される。具体的には、回転子４０の中心寄り（図の下側）の軸受２２において予圧により遊び寸法（隙間寸法）を大きくしていることで、片持ち構造において生じる振動がその遊び部分により吸収される。上記予圧は、定位置予圧でもよいが、軸受２２の軸方向外側（図の上側）の段差に予圧用バネ、ウェーブワッシャ等を挿入することで与えてもよい。
【００２１】
また、中間部４５は、径方向中心側とその外側とで軸方向の段差を有する構成となっている。この場合、中間部４５において、径方向の内側端部と外側端部とは、軸方向の位置が相違しており、これにより、軸方向において磁石保持部４３と固定部４４とが一部重複している。つまり、固定部４４の基端部（図の下側の奥側端部）よりも軸方向外側に、磁石保持部４３が突出するものとなっている。本構成では、中間部４５が段差無しで平板状に設けられる場合に比べて、回転子４０の重心近くの位置で、回転軸１１に対して回転子４０を支持させることが可能となり、回転子４０の安定動作が実現できるものとなっている。
【００２２】
上述した中間部４５の構成によれば、回転子４０には、径方向において固定部４４を囲みかつ中間部４５の内寄りとなる位置に、軸受部２０の一部を収容する軸受収容凹部４６が環状に形成されるとともに、径方向において軸受収容凹部４６を囲みかつ中間部４５の外寄りとなる位置に、後述する固定子５０の固定子巻線５１のコイルエンド部５４を収容するコイル収容凹部４７が形成されている。そして、これら各収容凹部４６，４７が、径方向の内外で隣り合うように配置されるようになっている。つまり、軸受部２０の一部と、固定子巻線５１のコイルエンド部５４とが径方向内外に重複するように配置されている。これにより、回転電機１０において軸方向の長さ寸法の短縮が可能となっている。
【００２３】
コイルエンド部５４は、径方向の内側又は外側に曲げられることで、そのコイルエンド部５４の軸方向寸法を小さくすることができ、固定子軸長を短縮することが可能である。コイルエンド部５４の曲げ方向は、回転子４０との組み付けを考慮したものであるとよい。回転子４０の径方向内側に固定子５０を組み付けることを想定すると、その回転子４０に対する挿入先端側では、コイルエンド部５４が径方向内側に曲げられるとよい。その逆側の曲げ方向は任意でよいが、空間的に余裕のある外径側が製造上好ましい。この曲げられた場合のコイルエンド部５４については、図３１から図３５を用いて後に詳述する。
【００２４】
また、磁石部４２は、磁石保持部４３の径方向内側において、周方向に沿って磁極が交互に変わるように配置された複数の磁石により構成されている。ただし、磁石部４２の詳細については後述する。
【００２５】
固定子５０は、回転子４０の径方向内側に設けられている。固定子５０は、略筒状に巻回形成された固定子巻線５１と、その径方向内側に配置された固定子コア５２とを有しており、固定子巻線５１が、所定のエアギャップを挟んで円環状の磁石部４２に対向するように配置されている。固定子巻線５１は複数の相巻線よりなる。それら各相巻線は、周方向に配列された複数の導線が所定ピッチで互いに接続されることで構成されている。本実施形態では、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相巻線と、Ｘ相、Ｙ相及びＺ相の３相巻線とを用い、それら３相２組の相巻線を用いることで、固定子巻線５１が６相の相巻線として構成されている。
【００２６】
固定子コア５２は、軟磁性材からなる積層鋼板により円環状に形成されており、固定子巻線５１の径方向内側に組み付けられている。
【００２７】
固定子巻線５１は、軸方向において固定子コア５２に重複する部分であり、かつ固定子コア５２の径方向外側となるコイルサイド部５３と、軸方向において固定子コア５２の一端側及び他端側にそれぞれ張り出すコイルエンド部５４，５５とを有している。コイルサイド部５３は、径方向において固定子コア５２と回転子４０の磁石部４２にそれぞれ対向している。回転子４０の内側に固定子５０が配置された状態では、軸方向両側のコイルエンド部５４，５５のうち軸受部２０の側（図の上側）となるコイルエンド部５４が、回転子４０の回転子本体４１により形成されたコイル収容凹部４７に収容されている。ただし、固定子５０の詳細については後述する。
【００２８】
インバータユニット６０は、ハウジング３０に対してボルト等の締結具により固定されるユニットベース６１と、そのユニットベース６１に組み付けられる電気コンポーネント６２とを有している。ユニットベース６１は、ハウジング３０の開口部３３側の端部に対して固定されるエンドプレート部６３と、そのエンドプレート部６３に一体に設けられ、軸方向に延びるケーシング部６４とを有している。エンドプレート部６３は、その中心部に円形の開口部６５を有しており、開口部６５の周縁部から起立するようにしてケーシング部６４が形成されている。
【００２９】
ケーシング部６４の外周面には固定子５０が組み付けられている。つまり、ケーシング部６４の外径寸法は、固定子コア５２の内径寸法と同じか、又は固定子コア５２の内径寸法よりも僅かに小さい寸法になっている。ケーシング部６４の外側に固定子コア５２が組み付けられることで、固定子５０とユニットベース６１とが一体化されている。また、ユニットベース６１がハウジング３０に固定されることからすると、ケーシング部６４に固定子コア５２が組み付けられた状態では、固定子５０がハウジング３０に対して一体化された状態となっている。
【００３０】
また、ケーシング部６４の径方向内側は、電気コンポーネント６２を収容する収容空間となっており、その収容空間には、回転軸１１を囲むようにして電気コンポーネント６２が配置されている。ケーシング部６４は、収容空間形成部としての役目を有している。電気コンポーネント６２は、インバータ回路を構成する半導体モジュール６６や、制御基板６７、コンデンサモジュール６８を具備する構成となっている。
【００３１】
ここで、上記図１〜図５に加え、インバータユニット６０の分解図である図６を用いて、インバータユニット６０の構成をさらに説明する。
【００３２】
ユニットベース６１において、ケーシング部６４は、筒状部７１と、その筒状部７１の軸方向両端部のうち一方の端部（軸受部２０側の端部）に設けられた端面部７２とを有している。筒状部７１の軸方向両端部のうち端面部７２の反対側は、エンドプレート部６３の開口部６５を通じて全面的に開放されている。端面部７２には、その中央に円形の孔７３が形成されており、その孔７３に回転軸１１が挿通可能となっている。
【００３３】
ケーシング部６４の筒状部７１は、その径方向外側に配置される回転子４０及び固定子５０と、その径方向内側に配置される電気コンポーネント６２との間を仕切る仕切り部となっており、筒状部７１を挟んで径方向内外に、回転子４０及び固定子５０と電気コンポーネント６２とが並ぶようにそれぞれ配置されている。
【００３４】
また、電気コンポーネント６２は、インバータ回路を構成する電気部品であり、固定子巻線５１の各相巻線に対して所定順序で電流を流して回転子４０を回転させる力行機能と、回転軸１１の回転に伴い固定子巻線５１に流れる３相交流電流を入力し、発電電力として外部に出力する発電機能とを有している。なお、電気コンポーネント６２は、力行機能と発電機能とのうちいずれか一方のみを有するものであってもよい。発電機能は、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、回生電力として外部に出力する回生機能である。
【００３５】
電気コンポーネント６２の具体的な構成として、回転軸１１の周りには、中空円筒状をなすコンデンサモジュール６８が設けられており、そのコンデンサモジュール６８の外周面上に、複数の半導体モジュール６６が周方向に並べて配置されている。コンデンサモジュール６８は、互いに並列接続された平滑用のコンデンサ６８ａを複数備えている。具体的には、コンデンサ６８ａは、複数枚のフィルムコンデンサが積層されてなる積層型フィルムコンデンサであり、横断面が台形状をなしている。コンデンサモジュール６８は、１２個のコンデンサ６８ａが環状に並べて配置されることで構成されている。
【００３６】
なお、コンデンサ６８ａの製造過程においては、例えば、複数のフィルムが積層されてなる所定幅の長尺フィルムを用い、フィルム幅方向を台形高さ方向とし、かつ台形の上底と下底とが交互になるように長尺フィルムが等脚台形状に切断されることにより、コンデンサ素子が作られる。そして、そのコンデンサ素子に電極等を取り付けることでコンデンサ６８ａが作製される。
【００３７】
半導体モジュール６６は、例えばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子を有し、略板状に形成されている。本実施形態では、回転電機１０が２組の３相巻線を備えており、その３相巻線ごとにインバータ回路が設けられていることから、計１２個の半導体モジュール６６が電気コンポーネント６２に設けられている。
【００３８】
半導体モジュール６６は、ケーシング部６４の筒状部７１とコンデンサモジュール６８との間に挟まれた状態で配置されている。半導体モジュール６６の外周面は筒状部７１の内周面に当接し、半導体モジュール６６の内周面はコンデンサモジュール６８の外周面に当接している。この場合、半導体モジュール６６で生じた熱は、ケーシング部６４を介してエンドプレート部６３に伝わり、エンドプレート部６３から放出される。
【００３９】
半導体モジュール６６は、外周面側、すなわち径方向において半導体モジュール６６と筒状部７１との間にスペーサ６９を有しているとよい。この場合、コンデンサモジュール６８では軸方向に直交する横断面の断面形状が正１２角形である一方、筒状部７１の内周面の横断面形状が円形であるため、スペーサ６９は、内周面が平坦面、外周面が曲面となっている。スペーサ６９は、各半導体モジュール６６の径方向外側において円環状に連なるように一体に設けられていてもよい。なお、筒状部７１の内周面の横断面形状をコンデンサモジュール６８と同じ１２角形にすることも可能である。この場合、スペーサ６９の内周面及び外周面がいずれも平坦面であるとよい。
【００４０】
また、本実施形態では、ケーシング部６４の筒状部７１に、冷却水を流通させる冷却水通路７４が形成されており、半導体モジュール６６で生じた熱は、冷却水通路７４を流れる冷却水に対しても放出される。つまり、ケーシング部６４は水冷機構を備えている。図３や図４に示すように、冷却水通路７４は、電気コンポーネント６２（半導体モジュール６６及びコンデンサモジュール６８）を囲むように環状に形成されている。半導体モジュール６６は筒状部７１の内周面に沿って配置されており、その半導体モジュール６６に対して径方向内外に重なる位置に冷却水通路７４が設けられている。
【００４１】
筒状部７１の外側には固定子５０が配置され、内側には電気コンポーネント６２が配置されていることから、筒状部７１に対しては、その外側から固定子５０の熱が伝わるとともに、内側から半導体モジュール６６の熱が伝わることになる。この場合、固定子５０と半導体モジュール６６とを同時に冷やすことが可能となっており、回転電機１０における発熱部材の熱を効率良く放出することができる。
【００４２】
また、電気コンポーネント６２は、軸方向において、コンデンサモジュール６８の一方の端面に設けられた絶縁シート７５と、他方の端面に設けられた配線モジュール７６とを備えている。この場合、コンデンサモジュール６８の軸方向両端面のうち一方の端面（軸受部２０側の端面）は、ケーシング部６４の端面部７２に対向しており、絶縁シート７５を挟んだ状態で端面部７２に重ね合わされている。また、他方の端面（開口部６５側の端面）には、配線モジュール７６が組み付けられている。
【００４３】
配線モジュール７６は、合成樹脂材よりなり円形板状をなす本体部７６ａと、その内部に埋設された複数のバスバー７６ｂ，７６ｃを有しており、そのバスバー７６ｂ，７６ｃにより、半導体モジュール６６やコンデンサモジュール６８と電気的接続がなされている。具体的には、半導体モジュール６６は、その軸方向端面から延びる接続ピン６６ａを有しており、その接続ピン６６ａが、本体部７６ａの径方向外側においてバスバー７６ｂに接続されている。また、バスバー７６ｃは、本体部７６ａの径方向外側においてコンデンサモジュール６８とは反対側に延びており、その先端部にて配線部材７９に接続されるようになっている（図２参照）。
【００４４】
上記のとおりコンデンサモジュール６８の軸方向両側に絶縁シート７５と配線モジュール７６とがそれぞれ設けられた構成によれば、コンデンサモジュール６８の放熱経路として、コンデンサモジュール６８の軸方向両端面から端面部７２及び筒状部７１に至る経路が形成される。これにより、コンデンサモジュール６８において半導体モジュール６６が設けられた外周面以外の端面部からの放熱が可能になっている。つまり、径方向への放熱だけでなく、軸方向への放熱も可能となっている。
【００４５】
また、コンデンサモジュール６８は中空円筒状をなし、その内周部には所定の隙間を介在させて回転軸１１が配置されることから、コンデンサモジュール６８の熱はその中空部からも放出可能となっている。この場合、回転軸１１の回転により空気の流れが生じることにより、その冷却効果が高められるようになっている。
【００４６】
配線モジュール７６には、円板状の制御基板６７が取り付けられている。制御基板６７は、所定の配線パターンが形成されたプリントサーキットボード（ＰＣＢ）を有しており、そのボード上には各種ＩＣや、マイコン等からなる制御装置７７が実装されている。制御基板６７は、ネジ等の固定具により配線モジュール７６に固定されている。制御基板６７は、その中央部に、回転軸１１を挿通させる挿通孔６７ａを有している。
【００４７】
なお、配線モジュール７６の軸方向両側のうちコンデンサモジュール６８の反対側に制御基板６７が設けられ、その制御基板６７の両面の一方側から他方側に配線モジュール７６のバスバー７６ｃが延びる構成となっている。かかる構成において、制御基板６７には、バスバー７６ｃとの干渉を回避する切欠が設けられているとよい。例えば、円形状をなす制御基板６７の外縁部の一部が切り欠かれているとよい。
【００４８】
上述のとおり、ケーシング部６４に囲まれた空間内に電気コンポーネント６２が収容され、その外側に、ハウジング３０、回転子４０及び固定子５０が層状に設けられている構成によれば、インバータ回路で生じる電磁ノイズが好適にシールドされるようになっている。すなわち、インバータ回路では、所定のキャリア周波数によるＰＷＭ制御を利用して各半導体モジュール６６でのスイッチング制御が行われ、そのスイッチング制御により電磁ノイズが生じることが考えられるが、その電磁ノイズを、電気コンポーネント６２の径方向外側のハウジング３０、回転子４０、固定子５０等により好適にシールドできる。
【００４９】
筒状部７１においてエンドプレート部６３の付近には、その外側の固定子５０と内側の電気コンポーネント６２とを電気的に接続する配線部材７９（図２参照）を挿通させる貫通孔７８が形成されている。図２に示すように、配線部材７９は、圧着、溶接などにより、固定子巻線５１の端部と配線モジュール７６のバスバー７６ｃとにそれぞれ接続されている。配線部材７９は、例えばバスバーであり、その接合面は平たく潰されていることが望ましい。貫通孔７８は、１カ所又は複数箇所に設けられているとよく、本実施形態では２カ所に貫通孔７８が設けられている。２カ所に貫通孔７８が設けられる構成では、２組の３相巻線から延びる巻線端子を、それぞれ配線部材７９により容易に結線することが可能となり、多相結線を行う上で好適なものとなっている。
【００５０】
上述のとおりハウジング３０内には、図４に示すように径方向外側から順に回転子４０、固定子５０が設けられ、固定子５０の径方向内側にインバータユニット６０が設けられている。ここで、ハウジング３０の内周面の半径をｄとした場合に、回転中心からｄ×０．７０５の距離よりも径方向外側に回転子４０と固定子５０とが配置されている。この場合、回転子４０及び固定子５０のうち径方向内側の固定子５０の内周面（すなわち固定子コア５２の内周面）から径方向内側となる領域を第１領域Ｘ１、径方向において固定子５０の内周面からハウジング３０までの間の領域を第２領域Ｘ２とすると、第１領域Ｘ１の横断面の面積は、第２領域Ｘ２の横断面の面積よりも大きい構成となっている。また、軸方向において回転子４０の磁石部４２及び固定子巻線５１が重複する範囲で見て、第１領域Ｘ１の容積が第２領域Ｘ２の容積よりも大きい構成となっている。
【００５１】
なお、回転子４０及び固定子５０を磁気回路コンポーネントとすると、ハウジング３０内において、その磁気回路コンポーネントの内周面から径方向内側となる第１領域Ｘ１が、径方向において磁気回路コンポーネントの内周面からハウジング３０までの間の第２領域Ｘ２よりも容積が大きい構成となっている。
【００５２】
次いで、回転子４０及び固定子５０の構成をより詳しく説明する。
【００５３】
一般に、回転電機における固定子の構成として、積層鋼板よりなりかつ円環状をなす固定子コアに周方向に複数のスロットを設け、そのスロット内に固定子巻線を巻装するものが知られている。具体的には、固定子コアは、ヨーク部から所定間隔で径方向に延びる複数のティースを有しており、周方向に隣り合うティース間にスロットが形成されている。そして、スロット内に、例えば径方向に複数層の導線が収容され、その導線により固定子巻線が構成されている。
【００５４】
ただし、上述した固定子構造では、固定子巻線の通電時において、固定子巻線の起磁力が増加するのに伴い固定子コアのティース部分で磁気飽和が生じ、それに起因して回転電機のトルク密度が制限されることが考えられる。つまり、固定子コアにおいて、固定子巻線の通電により生じた回転磁束がティースに集中することで、磁気飽和が生じると考えられる。
【００５５】
また、一般的に、回転電機におけるＩＰＭロータの構成として、永久磁石がｄ軸に配置され、ｑ軸にロータコアが配置されたものが知られている。このような場合、ｄ軸近傍の固定子巻線が励磁されることで、フレミングの法則により固定子から回転子のｑ軸に励磁磁束が流入される。そしてこれにより、回転子のｑ軸コア部分に、広範囲の磁気飽和が生じると考えられる。
【００５６】
図７は、固定子巻線の起磁力を示すアンペアターン［ＡＴ］とトルク密度［Ｎｍ／Ｌ］との関係を示すトルク線図である。破線が一般的なＩＰＭロータ型の回転電機における特性を示す。図７に示すように、一般的な回転電機では、固定子において起磁力を増加させていくことにより、スロット間のティース部分及びｑ軸コア部分の２カ所で磁気飽和が生じ、それが原因でトルクの増加が制限されてしまう。このように、当該一般的な回転電機では、アンペアターン設計値がＸ１で制限されることになる。
【００５７】
そこで本実施形態では、磁気飽和に起因するトルク制限を解消すべく、回転電機１０において、以下に示す構成を付与するものとしている。すなわち、第１の工夫として、固定子において固定子コアのティースで生じる磁気飽和をなくすべく、固定子５０においてスロットレス構造を採用し、かつＩＰＭロータのｑ軸コア部分で生じる磁気飽和をなくすべく、ＳＰＭロータを採用している。第１の工夫によれば、磁気飽和が生じる上記２カ所の部分をなくすことができるが、低電流域でのトルクが減少することが考えられる（図７の一点鎖線参照）。そのため、第２の工夫として、ＳＰＭロータの磁束増強を図ることでトルク減少を挽回すべく、回転子４０の磁石部４２において磁石磁路を長くして磁力を高めた極異方構造を採用している。
【００５８】
また、第３の工夫として、固定子巻線５１のコイルサイド部５３において導線の径方向厚さを小さくした扁平導線構造を採用してトルク減少の挽回を図っている。ここで、上述の磁力を高めた極異方構造によって、対向する固定子巻線５１には、より大きな渦電流が発生することが考えられる。しかしながら、第３の工夫によれば、径方向に薄い扁平導線構造のため、固定子巻線５１における径方向の渦電流の発生を抑制することができる。このように、これら第１〜第３の各構成によれば、図７に実線で示すように、磁力の高い磁石を採用してトルク特性の大幅な改善を見込みつつも、磁力の高い磁石ゆえに生じ得る大きい渦電流発生の懸念も改善できるものとなっている。
【００５９】
さらに、第４の工夫として、極異方構造を利用し正弦波に近い磁束密度分布を有する磁石部を採用している。これによれば、後述するパルス制御等によって正弦波整合率を高めてトルク増強を図ることができるとともに、ラジアル磁石と比べ緩やかな磁束変化のため渦電流損もまた更に抑制することができるのである。
【００６０】
また、第５の工夫として、固定子巻線５１を複数の素線を寄せ集めて撚った素線導体構造としている。これによれば、基本波成分は集電されて大電流が流せるとともに、扁平導線構造で周方向に広がった導線で発生する周方向に起因する渦電流の発生を、素線それぞれの断面積が小さくなるため、第３の工夫による径方向に薄くする以上に効果的に抑制することができる。そして、複数の素線が撚り合っていることで、導体からの起磁力に対しては、電流通電方向に対して右ネジの法則で発生する磁束に対する渦電流を相殺することができる。
【００６１】
このように、第４の工夫、第５の工夫をさらに加えると、第２の工夫である磁力の高い磁石を採用しながら、さらにその高い磁力に起因する渦電流損を抑制しながらトルク増強を図ることができる。
【００６２】
以下に、上述した固定子５０のスロットレス構造、固定子巻線５１の扁平導線構造、及び磁石部４２の極異方構造について個別に説明を加える。ここではまずは、固定子５０におけるスロットレス構造と固定子巻線５１の扁平導線構造とを説明する。図８は、回転子４０及び固定子５０の横断面図であり、図９は、図８に示す回転子４０及び固定子５０の一部を拡大して示す図である。図１０は、固定子５０の横断面を示す断面図であり、図１１は、固定子５０の縦断面を示す断面図である。また、図１２は、固定子巻線５１の斜視図である。なお、図８及び図９には、磁石部４２における磁石の磁化方向を矢印にて示している。
【００６３】
図８乃至図１１に示すように、固定子コア５２は、軸方向に複数の電磁鋼板が積層され、かつ径方向に所定の厚さを有する円筒状をなしており、その径方向外側に固定子巻線５１が組み付けられるものとなっている。固定子コア５２の外周面が導線設置部となっている。固定子コア５２の外周面は凹凸のない曲面状をなしており、その外周面において周方向に並べて複数の導線群８１が配置されている。固定子コア５２は、回転子４０を回転させるための磁気回路の一部となるバックヨークとして機能する。この場合、周方向に隣り合う各導線群８１の間には軟磁性材からなるティース（つまり、鉄心）が設けられていない構成（つまり、スロットレス構造）となっている。本実施形態において、それら各導線群８１の間隙５６には、封止部５７の樹脂材料が入り込む構造となっている。つまり、封止部５７の封止前の状態で言えば、固定子コア５２の径方向外側には、それぞれ導線間領域である間隙５６を隔てて周方向に所定間隔で導線群８１が配置されており、これによりスロットレス構造の固定子５０が構築されている。封止部５７は、導線間部材を提供する。
【００６４】
なお、周方向に並ぶ各導線群８１の間においてティースが設けられている構成とは、ティースが、径方向に所定厚さを有し、かつ周方向に所定幅を有することで、各導線群８１の間に磁気回路の一部、すなわち磁石磁路を形成する構成であると言える。この点において、各導線群８１の間にティースが設けられていない構成とは、上記の磁気回路の形成がなされていない構成であると言える。
【００６５】
図１０及び図１１に示すように、固定子巻線５１は、封止材としての合成樹脂材からなる封止部５７により封止されている。図１０の横断面で見れば、封止部５７は、各導線群８１の間、すなわち間隙５６に合成樹脂材が充填されて設けられており、封止部５７により、各導線群８１の間に絶縁部材が介在する構成となっている。つまり、間隙５６において封止部５７が絶縁部材として機能する。封止部５７は、固定子コア５２の径方向外側において、各導線群８１を全て含む範囲、すなわち径方向の厚さ寸法が各導線群８１の径方向の厚さ寸法よりも大きくなる範囲で設けられている。
【００６６】
また、図１１の縦断面で見れば、封止部５７は、固定子巻線５１のターン部８４を含む範囲で設けられている。固定子巻線５１の径方向内側では、固定子コア５２の端面の少なくとも一部を含む範囲で封止部５７が設けられている。この場合、固定子巻線５１は、各相の相巻線の端部、すなわちインバータ回路との接続端子を除く略全体で樹脂封止されている。
【００６７】
封止部５７が固定子コア５２の端面を含む範囲で設けられた構成では、封止部５７により、固定子コア５２の積層鋼板を軸方向内側に押さえ付けることができる。これにより、封止部５７を用いて、各鋼板の積層状態を保持することができる。なお、本実施形態では、固定子コア５２の内周面を樹脂封止していないが、これに代えて、固定子コア５２の内周面を含む固定子コア５２の全体を樹脂封止する構成であってもよい。
【００６８】
回転電機１０が車両動力源として使用される場合には、封止部５７が、高耐熱のフッ素樹脂や、エポキシ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＬＣＰ樹脂、シリコン樹脂、ＰＡＩ樹脂、ＰＩ樹脂等により構成されていることが好ましい。また、膨張差による割れ抑制の観点から線膨張係数を考えると、固定子巻線５１の導線の外被膜と同じ材質であることが望ましい。すなわち、線膨張係数が、一般的に他樹脂の倍以上であるシリコン樹脂は望ましくは除外される。なお、電気車両の如く、燃焼を利用した機関を持たない電気製品においては、１８０℃程度の耐熱性を持つＰＰＯ樹脂やフェノール樹脂、ＦＲＰ樹脂も候補となる。回転電機の周囲温度が１００℃未満と見做せる分野においては、この限りではない。
【００６９】
回転電機１０のトルクは磁束の大きさに比例する。ここで、固定子コアがティースを有している場合には、固定子での最大磁束量がティースでの飽和磁束密度に依存して制限されるが、固定子コアがティースを有していない場合には、固定子での最大磁束量が制限されない。そのため、固定子巻線５１に対する通電電流を増加して回転電機１０のトルク増加を図る上で、有利な構成となっている。
【００７０】
固定子コア５２の径方向外側における各導線群８１は、断面が扁平矩形状をなす複数の導線８２が径方向に並べて配置されて構成されている。各導線８２は、横断面において「径方向寸法＜周方向寸法」となる向きで配置されている。これにより、各導線群８１において径方向の薄肉化が図られている。また、径方向の薄肉化を図るとともに、導体領域が、ティースが従来あった領域まで平らに延び、扁平導線領域構造となっている。これにより、薄肉化により断面積が小さくなることで懸念される導線の発熱量の増加を、周方向に扁平化して導体の断面積を稼ぐことで抑えている。なお、複数の導線を周方向に並べ、かつそれらを並列結線とする構成であっても、導体被膜分の導体断面積低下は起こるものの、同じ理屈に依る効果が得られる。
【００７１】
スロットがないことから、本実施形態における固定子巻線５１では、その周方向の一周における導体領域を、隙間領域より大きく設計することができる。なお、従来の車両用回転電機は、固定子巻線の周方向の一周における導体領域／隙間領域は１以下であるのが当然であった。一方、本実施形態では、導体領域が隙間領域と同等又は導体領域が隙間領域よりも大きくなるようにして、各導線群８１が設けられている。ここで、図１０に示すように、周方向において導線８２（つまり、後述する直線部８３）が配置された導線領域をＷＡ、隣り合う導線８２の間となる導線間領域をＷＢとすると、導線領域ＷＡは、導線間領域ＷＢより周方向において大きいものとなっている。
【００７２】
回転電機１０のトルクは、導線群８１の径方向の厚さに略反比例する。この点、固定子コア５２の径方向外側において導線群８１の厚さを薄くしたことにより、回転電機１０のトルク増加を図る上で有利な構成となっている。その理由としては、回転子４０の磁石部４２から固定子コア５２までの距離（つまり鉄の無い部分の距離）を小さくして磁気抵抗を下げることができるためである。これによれば、永久磁石による固定子コア５２の鎖交磁束を大きくすることができ、トルクを増強することができる。
【００７３】
導線８２は、導体８２ａの表面が絶縁被膜８２ｂにより被覆された被覆導線よりなり、径方向に互いに重なる導線８２同士の間、及び導線８２と固定子コア５２との間においてそれぞれ絶縁性が確保されている。導線８２における絶縁被膜８２ｂの厚さは例えば８０μｍであり、これは一般に使用される導線の被膜厚さ（２０〜４０μｍ）よりも厚肉となっている。これにより、導線８２と固定子コア５２との間に絶縁紙等を介在させることをしなくても、これら両者の間の絶縁性が確保されている。なお、導線８２により構成される各相巻線は、接続のための露出部分を除き、絶縁被膜８２ｂによる絶縁性が保持されるものとなっている。露出部分としては、例えば、入出力端子部や、星形結線とする場合の中性点部分である。導線群８１では、樹脂固着や自己融着被覆線を用いて、径方向に隣り合う各導線８２が相互に固着されている。これにより、導線８２同士が擦れ合うことによる絶縁破壊や、振動、音が抑制される。
【００７４】
本実施形態では、導体８２ａが複数の素線８６の集合体として構成されている。具体的には、図１３に示すように、導体８２ａは、複数の素線８６を撚ることで撚糸状に形成されている。また、図１４に示すように、素線８６は、細い繊維状の導電材８７を束ねた複合体として構成されている。例えば、素線８６はＣＮＴ（カーボンナノチューブ）繊維の複合体であり、ＣＮＴ繊維として、炭素の少なくとも一部をホウ素で置換したホウ素含有微細繊維を含む繊維が用いられている。炭素系微細繊維としては、ＣＮＴ繊維以外に、気相成長法炭素繊維（ＶＧＣＦ）等を用いることができるが、ＣＮＴ繊維を用いることが好ましい。なお、素線８６の表面は、エナメルやＰＥＥＫ樹脂やＰＰＳ樹脂などの高分子絶縁層で覆われている。
【００７５】
上記の導体８２ａでは、複数の素線８６が撚り合わされて構成されているため、各素線８６での渦電流の発生が抑えられ、導体８２ａにおける渦電流の低減を図ることができる。また、各素線８６が捻られていることで、１本の素線８６において磁界の印加方向が互いに逆になる部位が生じて逆起電圧が相殺される。そのため、やはり渦電流の低減を図ることができる。特に、素線８６を繊維状の導電材８７により構成することで、細線化することと捻り回数を格段に増やすこととが可能になり、渦電流をより好適に低減することができる。
【００７６】
上述のとおり導線８２は、断面が扁平矩形状をなし、径方向に複数並べて配置されるものとなっており、例えば複数の素線８６を撚った状態で集合させ、その状態で合成樹脂等により所望の形状に固めて成形するとよい。
【００７７】
各導線８２は、周方向に所定の配置パターンで配置されるように折り曲げ形成されており、これにより、固定子巻線５１として相ごとの相巻線が形成されている。図１２に示すように、固定子巻線５１では、各導線８２のうち軸方向に直線状に延びる直線部８３によりコイルサイド部５３が形成され、軸方向においてコイルサイド部５３よりも両外側に突出するターン部８４によりコイルエンド部５４，５５が形成されている。各導線８２は、直線部８３とターン部８４とが交互に繰り返されることにより、波巻状の一連の導線として構成されている。直線部８３は、磁石部４２に対して径方向に対向する位置に配置されており、磁石部４２の軸方向外側となる位置において所定間隔を隔てて配置される同相の直線部８３同士が、ターン部８４により互いに接続されている。なお、直線部８３が「磁石対向部」に相当する。
【００７８】
本実施形態では、固定子巻線５１が分布巻きにより円環状に巻回形成されている。この場合、コイルサイド部５３では、相ごとに、磁石部４２の１極対に対応するピッチで周方向に直線部８３が配置され、コイルエンド部５４，５５では、相ごとの各直線部８３が、略Ｖ字状に形成されたターン部８４により互いに接続されている。１極対に対応して対となる各直線部８３は、それぞれ電流の向きが互いに逆になるものとなっている。また、一方のコイルエンド部５４と他方のコイルエンド部５５とでは、ターン部８４により接続される一対の直線部８３の組み合わせがそれぞれ相違しており、そのコイルエンド部５４，５５での接続が周方向に繰り返されることにより、固定子巻線５１が略円筒状に形成されている。
【００７９】
より具体的には、固定子巻線５１は、各相２対ずつの導線８２を用いて相ごとの巻線を構成しており、固定子巻線５１のうち一方の３相巻線（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）と他方の３相巻線（Ｘ相、Ｙ相、Ｚ相）とが径方向内外の２層に設けられるものとなっている。この場合、巻線の相数をＳ、導線８２の対数をｍとすれば、極対ごとに２×Ｓ×ｍ＝２Ｓｍ個の導線群８１が形成されることになる。本実施形態では、相数Ｓが３、対数ｍが２であり、８極対（１６極）の回転電機であることから、２×３×２×８＝９６の導線群８１が周方向に配置されている。
【００８０】
図１２に示す固定子巻線５１では、コイルサイド部５３において、径方向内外の２層で直線部８３が重ねて配置されるとともに、コイルエンド部５４，５５において、径方向内外に重なる各直線部８３から、互いに周方向逆となる向きでターン部８４が周方向に延びる構成となっている。つまり、径方向に隣り合う各導線８２では、コイル端となる部分を除き、ターン部８４の向きが互いに逆となっている。
【００８１】
ここで、固定子巻線５１における導線８２の巻回構造を具体的に説明する。本実施形態では、波巻にて形成された複数の導線８２を、径方向内外に複数層（例えば２層）に重ねて設ける構成としている。図１５は、ｎ層目における各導線８２の形態を示す図であり、（ａ）には、固定子巻線５１の側方から見た導線８２の形状を示し、（ｂ）には、固定子巻線５１の軸方向一側から見た導線８２の形状を示している。なお、図１５では、導線群８１が配置される位置をそれぞれＤ１，Ｄ２，Ｄ３，…と示している。また、説明の便宜上、３本の導線８２のみを示しており、それを第１導線８２＿Ａ、第２導線８２＿Ｂ、第３導線８２＿Ｃとしている。
【００８２】
各導線８２＿Ａ〜８２＿Ｃでは、直線部８３が、いずれもｎ層目の位置、すなわち径方向において同じ位置に配置され、周方向に６位置（３×ｍ対分）ずつ離れた直線部８３同士がターン部８４により互いに接続されている。換言すると、各導線８２＿Ａ〜８２＿Ｃでは、いずれも回転子４０の軸心を中心とする同一のピッチ円上において、５個おきの直線部８３がターン部８４により互いに接続されている。例えば第１導線８２＿Ａでは、一対の直線部８３がＤ１，Ｄ７にそれぞれ配置され、その一対の直線部８３同士が、逆Ｖ字状のターン部８４により接続されている。また、他の導線８２＿Ｂ，８２＿Ｃは、同じｎ層目において周方向の位置を１つずつずらしてそれぞれ配置されている。この場合、各導線８２＿Ａ〜８２＿Ｃは、いずれも同じ層に配置されるため、ターン部８４が互いに干渉することが考えられる。そのため本実施形態では、各導線８２＿Ａ〜８２＿Ｃのターン部８４に、その一部を径方向にオフセットした干渉回避部を形成することとしている。
【００８３】
具体的には、各導線８２＿Ａ〜８２＿Ｃのターン部８４は、同一のピッチ円上で周方向に延びる部分である傾斜部８４ａと、傾斜部８４ａからその同一のピッチ円よりも径方向内側（図１５（ｂ）において上側）にシフトし、別のピッチ円上で周方向に延びる部分である頂部８４ｂ、傾斜部８４ｃ及び戻り部８４ｄとを有している。頂部８４ｂ、傾斜部８４ｃ及び戻り部８４ｄが干渉回避部に相当する。なお、傾斜部８４ｃは、傾斜部８４ａに対して径方向外側にシフトする構成であってもよい。
【００８４】
つまり、各導線８２＿Ａ〜８２＿Ｃのターン部８４は、周方向の中央位置である頂部８４ｂを挟んでその両側に、一方側の傾斜部８４ａと他方側の傾斜部８４ｃとを有しており、それら各傾斜部８４ａ，８４ｃの径方向の位置（図１５（ａ）では紙面前後方向の位置、図１５（ｂ）では上下方向の位置）が互いに相違するものとなっている。例えば第１導線８２＿Ａのターン部８４は、ｎ層のＤ１位置を始点位置として周方向に沿って延び、周方向の中央位置である頂部８４ｂで径方向（例えば径方向内側）に曲がった後、周方向に再度曲がることで、再び周方向に沿って延び、さらに戻り部８４ｄで再び径方向（例えば径方向外側）に曲がることで、終点位置であるｎ層のＤ９位置に達する構成となっている。
【００８５】
上記構成によれば、導線８２＿Ａ〜８２＿Ｃでは、一方の各傾斜部８４ａが、上から第１導線８２＿Ａ→第２導線８２＿Ｂ→第３導線８２＿Ｃの順に上下に並ぶとともに、頂部８４ｂで各導線８２＿Ａ〜８２＿Ｃの上下が入れ替わり、他方の各傾斜部８４ｃが、上から第３導線８２＿Ｃ→第２導線８２＿Ｂ→第１導線８２＿Ａの順に上下に並ぶ構成となっている。そのため、各導線８２＿Ａ〜８２＿Ｃが互いに干渉することなく周方向に配置できるようになっている。
【００８６】
ここで、複数の導線８２を径方向に重ねて導線群８１とする構成において、複数層の各直線部８３のうち径方向内側の直線部８３に接続されたターン部８４と、径方向外側の直線部８３に接続されたターン部８４とが、それら各直線部８３同士よりも径方向に離して配置されているとよい。また、ターン部８４の端部、すなわち直線部８３との境界部付近で、複数層の導線８２が径方向の同じ側に曲げられる場合に、その隣り合う層の導線８２同士の干渉により絶縁性が損なわれることが生じないようにするとよい。
【００８７】
例えば図１５のＤ７〜Ｄ９では、径方向に重なる各導線８２が、ターン部８４の戻り部８４ｄでそれぞれ径方向に曲げられる。この場合、図１６に示すように、ｎ層目の導線８２とｎ＋１層目の導線８２とで、曲がり部の曲げアールを相違させるとよい。具体的には、径方向内側（ｎ層目）の導線８２の曲げアールＲ１を、径方向外側（ｎ＋１層目）の導線８２の曲げアールＲ２よりも小さくする。
【００８８】
また、ｎ層目の導線８２とｎ＋１層目の導線８２とで、径方向のシフト量を相違させるとよい。具体的には、径方向内側（ｎ層目）の導線８２のシフト量Ｓ１を、径方向外側（ｎ＋１層目）の導線８２のシフト量Ｓ２よりも大きくする。
【００８９】
上記構成により、径方向に重なる各導線８２が同じ向きに曲げられる場合であっても、各導線８２の相互干渉を好適に回避することができる。これにより、良好な絶縁性が得られることとなる。
【００９０】
次に、回転子４０における磁石部４２の構造について説明する。本実施形態では、永久磁石として、残留磁束密度Ｂｒ＝１．０［Ｔ］、保磁力ｂＨｃ＝４００［ｋＡ／ｍ］以上のものを想定している。５０００〜１００００［ＡＴ］が相間励磁により掛かるものであるから、１極対で２５［ｍｍ］の永久磁石を使えば、ｂＨｃ＝１００００［Ａ］となり、減磁をしないことが伺える。ここで、本実施形態においては、配向により磁化容易軸をコントロールした永久磁石を利用しているから、その磁石内部の磁気回路長を、従来１．０［Ｔ］以上を出す直線配向磁石の磁気回路長と比べて、長くすることができる。すなわち、１極対あたりの磁気回路長を、少ない磁石量で達成できる他、従来の直線配向磁石を利用した設計と比べ、過酷な高熱条件に曝されても、その可逆減磁範囲を保つことができる。また、本願発明者は、従来技術の磁石を用いても、極異方性磁石と近しい特性を得られる構成を見いだした。
【００９１】
図８及び図９に示すように、磁石部４２は、円環状をなしており、回転子本体４１の内側（詳しくは磁石保持部４３の径方向内側）に設けられている。磁石部４２は、それぞれ極異方性磁石でありかつ磁極が互いに異なる第１磁石９１及び第２磁石９２を有している。第１磁石９１及び第２磁石９２は周方向に交互に配置されている。第１磁石９１は、回転子４０においてＮ極となる磁石であり、第２磁石９２は、回転子４０においてＳ極となる磁石である。第１磁石９１及び第２磁石９２は、例えばネオジム磁石等の希土類磁石からなる永久磁石である。
【００９２】
各磁石９１，９２では、それぞれ磁極中心であるｄ軸と磁極境界であるｑ軸との間において磁化方向が円弧状に延びている。各磁石９１，９２それぞれにおいて、ｄ軸側では磁化方向が径方向とされ、ｑ軸側では磁化方向が周方向とされている。磁石部４２では、各磁石９１，９２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１７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１８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、磁極位置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できる。なお、図１７及び図１８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１７及び図１８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。
【００９３】
また、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、ハルバッハ配列と呼ばれる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。
【００９４】
図１８に示す比較例では、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、固定子巻線５１に発生する渦電流が増加してしまう。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。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。
【００９５】
ところで、磁石部４２では、各磁石９１，９２のｄ軸付近（すなわち磁極中心）において磁極面に直交する向きで磁束が生じ、その磁束は、磁極面から離れるほど、ｄ軸から離れるような円弧状をなす。また、磁極面に直交する磁束ほど、強い磁束となる。この点において、本実施形態の回転電機１０では、上述のとおり各導線群８１を径方向に薄くしたため、導線群８１の径方向の中心位置が磁石部４２の磁極面に近づくことになり、固定子５０において回転子４０から強い磁石磁束を受けることができる。
【００９６】
また、固定子５０には、固定子巻線５１の径方向内側、すなわち固定子巻線５１を挟んで回転子４０の逆側に円筒状の固定子コア５２が設けられている。そのため、各磁石９１，９２の磁極面から延びる磁束は、固定子コア５２に引きつけられ、固定子コア５２を磁路の一部として用いつつ周回する。この場合、磁石磁束の向き及び経路を適正化することができる。
【００９７】
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１９は、回転電機１０の制御システムの電気回路図であり、図２０は、制御装置１１０による制御処理を示す機能ブロック図である。
【００９８】
図１９では、固定子巻線５１として２組の３相巻線５１ａ，５１ｂが示されており、３相巻線５１ａはＵ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線よりなり、３相巻線５１ｂはＸ相巻線、Ｙ相巻線及びＺ相巻線よりなる。３相巻線５１ａ，５１ｂごとに、第１インバータ１０１と第２インバータ１０２とがそれぞれ設けられている。インバータ１０１，１０２は、相巻線の相数と同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、各アームに設けられたスイッチ（半導体スイッチング素子）のオンオフにより、固定子巻線５１の各相巻線において通電電流が調整される。
【００９９】
各インバータ１０１，１０２には、直流電源１０３と平滑用のコンデンサ１０４とが並列に接続されている。直流電源１０３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。なお、インバータ１０１，１０２の各スイッチが、図１等に示す半導体モジュール６６に相当し、コンデンサ１０４が、図１等に示すコンデンサモジュール６８に相当する。
【０１００】
制御装置１１０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、インバータ１０１，１０２における各スイッチのオンオフにより通電制御を実施する。制御装置１１０が、図６に示す制御装置７７に相当する。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４０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１１０は、インバータ１０１，１０２の各スイッチを操作する操作信号を生成して出力する。なお、発電の要求は、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、回生駆動の要求である。
【０１０１】
第１インバータ１０１は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相からなる３相において上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの直列接続体をそれぞれ備えている。各相の上アームスイッチＳｐの高電位側端子は直流電源１０３の正極端子に接続され、各相の下アームスイッチＳｎの低電位側端子は直流電源１０３の負極端子（グランド）に接続されている。各相の上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの間の中間接続点には、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。
【０１０２】
第２インバータ１０２は、第１インバータ１０１と同様の構成を有しており、Ｘ相、Ｙ相及びＺ相からなる３相において上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの直列接続体をそれぞれ備えている。各相の上アームスイッチＳｐの高電位側端子は直流電源１０３の正極端子に接続され、各相の下アームスイッチＳｎの低電位側端子は直流電源１０３の負極端子（グランド）に接続されている。各相の上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの間の中間接続点には、それぞれＸ相巻線、Ｙ相巻線、Ｚ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で互いに接続されている。
【０１０３】
図２０には、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と、Ｘ，Ｙ，Ｚ相の各相電流を制御する電流フィードバック制御処理とが示されている。ここではまず、Ｕ，Ｖ，Ｗ相側の制御処理について説明する。
【０１０４】
図２０において、電流指令値設定部１１１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、電流指令値設定部１１１は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相側及びＸ，Ｙ，Ｚ相側において共通に設けられている。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。
【０１０５】
ｄｑ変換部１１２は、相ごとに設けられた電流センサによる電流検出値（各相電流）を、界磁方向を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。
【０１０６】
ｄ軸電流フィードバック制御部１１３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１１４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１１３，１１４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。
【０１０７】
３相変換部１１５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１１１〜１１５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。
【０１０８】
そして、操作信号生成部１１６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、第１インバータ１０１の操作信号を生成する。具体的には、操作信号生成部１１６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。
【０１０９】
また、Ｘ，Ｙ，Ｚ相側においても同様の構成を有しており、ｄｑ変換部１２２は、相ごとに設けられた電流センサによる電流検出値（各相電流）を、界磁方向を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。
【０１１０】
ｄ軸電流フィードバック制御部１２３はｄ軸の指令電圧を算出し、ｑ軸電流フィードバック制御部１２４はｑ軸の指令電圧を算出する。３相変換部１２５は、ｄ軸及びｑ軸の指令電圧を、Ｘ相、Ｙ相及びＺ相の指令電圧に変換する。そして、操作信号生成部１２６は、３相の指令電圧に基づいて、第２インバータ１０２の操作信号を生成する。具体的には、操作信号生成部１２６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。
【０１１１】
ドライバ１１７は、操作信号生成部１１６，１２６にて生成されたスイッチ操作信号に基づいて、各インバータ１０１，１０２における各３相のスイッチＳｐ，Ｓｎをオンオフさせる。
【０１１２】
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、各インバータ１０１，１０２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１１０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。
【０１１３】
図２１には、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に対応するトルクフィードバック制御処理と、Ｘ，Ｙ，Ｚ相に対応するトルクフィードバック制御処理とが示されている。なお、図２１において、図２０と同じ構成については、同じ符号を付して説明を省略する。ここではまず、Ｕ，Ｖ，Ｗ相側の制御処理について説明する。
【０１１４】
電圧振幅算出部１２７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。
【０１１５】
トルク推定部１２８ａは、ｄｑ変換部１１２により変換された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１２８ａ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。
【０１１６】
トルクフィードバック制御部１２９ａ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１２９ａ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。
【０１１７】
操作信号生成部１３０ａは、電圧振幅指令、電圧位相指令及び電気角θに基づいて、第１インバータ１０１の操作信号を生成する。具体的には、操作信号生成部１３０ａ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。
【０１１８】
ちなみに、操作信号生成部１３０ａ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。
【０１１９】
また、Ｘ，Ｙ，Ｚ相側においても同様の構成を有しており、トルク推定部１２８ｂは、ｄｑ変換部１２２により変換されたｄ軸電流とｑ軸電流とに基づいて、Ｘ，Ｙ，Ｚ相に対応するトルク推定値を算出する。
【０１２０】
トルクフィードバック制御部１２９ｂ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、電圧位相指令を算出する。トルクフィードバック制御部１２９ｂ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。
【０１２１】
操作信号生成部１３０ｂは、電圧振幅指令、電圧位相指令及び電気角θに基づいて、第２インバータ１０２の操作信号を生成する。具体的には、操作信号生成部１３０ｂ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。ドライバ１１７は、操作信号生成部１３０ａ，１３０ｂにて生成されたスイッチ操作信号に基づいて、各インバータ１０１，１０２における各３相のスイッチＳｐ，Ｓｎをオンオフさせる。
【０１２２】
ちなみに、操作信号生成部１３０ｂ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。
【０１２３】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【０１２４】
固定子５０において、固定子巻線５１の周方向に隣り合う直線部８３の間（つまり、隣り合う磁石対向部の間）に、軟磁性材からなるティースが設けられていない構成とした。上記構成によれば、各直線部８３の間にティースが設けられている場合に比べて、隣り合う各直線部８３を近づけることで導体断面積を大きくすることができ、固定子巻線５１の通電に伴い生じる発熱を低減することができる。各直線部８３の間にティースが設けられていない、いわゆるスロットレス構造では、直線部８３間のティースがないことで磁気飽和の解消が可能となり、固定子巻線５１への通電電流を増大させることが可能となる。この場合において、その通電電流の増大に伴い発熱量が増えることに好適に対処することができる。以上により、固定子５０での放熱性能を適正化することが可能になっている。
【０１２５】
固定子巻線５１に固定子コア５２を組み付け、その組み付け状態において、周方向に隣り合う直線部８３の間に、軟磁性材からなるティースが設けられていない構成とした。この場合、回転子４０に対して径方向反対側に設けられた固定子コア５２がバックヨークとして機能することで、各直線部８３の間にティースが存在していなくても、適正な磁気回路の形成が可能となる。
【０１２６】
固定子巻線５１を封止材により封止し、これにより固定子巻線５１において周方向に隣り合う直線部８３の間に絶縁部材を設ける構成とした。これにより、各直線部８３が周方向に互いに近い位置に配置されていても、その直線部８３において良好な絶縁性を確保することができる。
【０１２７】
固定子巻線５１において導線８２を扁平状にして直線部８３における径方向厚さを薄くしたため、その直線部８３においてその径方向の中心位置を回転子４０の磁石部４２に近づけることができる。これにより、スロットレス構造の採用による固定子５０での磁気飽和の抑制を図りつつ、固定子巻線５１の直線部８３における磁束密度を高めてトルクの増強を図ることが可能となる。また、上記のとおり周方向に隣り合う直線部８３同士を互いに近づけることが可能となっているため、導線８２を扁平状にしても導体断面積を確保できるものとなっている。
【０１２８】
固定子巻線５１の各導線８２を複数の素線８６の集合体としたため、導線８２における電流流通経路の細線化を図ることができる。これにより、磁石部４２からの磁界が導線８２と鎖交した場合に渦電流が生じても、その渦電流に対する導線８２の渦電流抑制効果を得ることができる。その結果、導線８２に流れる渦電流を低減することができる。
【０１２９】
また、各導線８２は、素線８６が撚り合わせられて構成されているため、各素線８６において磁界の印加方向が互いに逆になる部位が生じ、鎖交磁界に起因した逆起電圧が相殺される。その結果、導線８２を流れる渦電流の低減効果を高めることができる。
【０１３０】
各素線８６を繊維状の導電材８７により構成したため、導線８２における電流流通経路をより細線化でき、また、電流流通経路の撚り回数をより増大できる。これにより、渦電流の低減効果を高めることができる。なお、素線８６は、少なくともカーボンナノチューブ繊維で構成されているとよい。
【０１３１】
スロットレス構造を有する固定子５０では、固定子コア５２においてティースが設けられていない分、導線間領域ＷＢに比べて導線領域ＷＡを周方向に拡張できる。これにより、周方向において導線領域ＷＡが導線間領域ＷＢより大きいとする構成を好適に実現できる。
【０１３２】
固定子巻線５１のターン部８４が、径方向にシフトされ、他のターン部８４との干渉を回避する干渉回避部を有することから、異なるターン部８４同士を径方向に離して配置することができる。これにより、ターン部８４においても放熱性の向上を図ることができ、ひいては固定子５０での放熱性能をより一層高めることが可能となる。
【０１３３】
固定子５０の同一のピッチ円上で、各導線８２のターン部８４における相互干渉を回避する構成として、ターン部８４が、同一のピッチ円上で周方向に延びる部分である傾斜部８４ａ（第１部分に相当）と、傾斜部８４ａからその同一のピッチ円よりも径方向内側にシフトし、別のピッチ円上で周方向に延びる部分である頂部８４ｂ、傾斜部８４ｃ及び戻り部８４ｄ（第２部分に相当）とを有する構成とした。これにより、ターン部８４における相互干渉を適正に回避することができる。
【０１３４】
複数層の各直線部８３のうち径方向内側の直線部８３に接続されたターン部８４と、径方向外側の直線部８３に接続されたターン部８４とを、それら直線部８３同士よりも径方向に離して配置したため、ターン部８４における放熱性能を高めることができる。
【０１３５】
ターン部８４における曲がり部の曲げアールを、径方向内側の直線部８３に接続されたターン部８４と、径方向外側の直線部８３に接続されたターン部８４とで異ならせたため、それら各ターン部８４を好適に離して配置することができる。
【０１３６】
ターン部８４において曲がり部における直線部８３からの径方向シフト量を、径方向内側の直線部８３に接続されたターン部８４と、径方向外側の直線部８３に接続されたターン部８４とで異ならせたため、それら各ターン部８４を好適に離して配置することができる。
【０１３７】
以下に、本実施形態の固定子５０の詳細構造を図３１から図３５を用いて説明する。図３１において、固定子５０は、固定子コア５２の外側に固定子巻線５１を備えている。固定子巻線５１は、コイルサイド部５３とコイルエンド部５４，５５とを備えている。コイルサイド部５３は、回転子４０における磁石部４２と対向しており、磁石部４２に沿って軸方向に真っすぐに延びている。
【０１３８】
コイルエンド部５４，５５は、複数のターン部８４が回転子４０の磁石部４２とは反対側に折り曲げられており、ターン部８４同士が回転軸１１の軸方向に重なっている。言い換えると、固定子巻線５１は、固定子コア５２に沿うようにコイルエンド部５４，５５が径方向内側に折り曲げられており、コイルエンド部５４とコイルエンド部５５とで固定子コア５２を挟むように構成されている。
【０１３９】
コイルエンド部５４，５５の内、エンドプレート部６３から遠い側に位置しているコイルエンド部５４をなすターン部８４の一部は、固定子コア５２の内周面よりも回転軸１１の径方向内側に位置している。言い換えると、コイルエンド部５４をなすターン部８４は、形状の異なるターン部８４同士が径方向に互いにずれており、軸方向に互いに重なっている部分と重なっていない部分とが存在する。
【０１４０】
一方、コイルエンド部５４，５５の内、エンドプレート部６３に近い側に位置しているコイルエンド部５５をなすターン部８４は、径方向への突出量が互いに等しい。言い換えると、コイルエンド部５５をなすターン部８４は、径方向に互いにずれておらず、コイルエンド部５５の全体においてターン部８４同士が軸方向に互いに重なっている部分がコイルエンド部５４をなすターン部８４に比べて多い。コイルエンド部５５は、円環状の固定子コア５２の内周面よりも回転軸１１の径方向外側に位置している。コイルエンド部５４とコイルエンド部５５とは、互いに非対称な形状である。
【０１４１】
コイルエンド部５４において径方向への突出量が大きい固定子巻線５１は、コイルエンド部５５において軸方向への突出量が小さい。一方、コイルエンド部５４において径方向への突出量が小さい固定子巻線５１は、コイルエンド部５５において軸方向への突出量が大きい。すなわち、コイルエンド部５４とコイルエンド部５５とを合わせた固定子巻線５１の長さは、互いに略等しい長さである。
【０１４２】
固定子コア５２を径方向内側から保持しているケーシング部６４は軸方向に延びる円筒形である。コイルエンド部５５の径方向内側にはケーシング部６４が位置している。言い換えると、コイルエンド部５５側において、ケーシング部６４は、固定子コア５２よりも軸方向に長く突出して設けられている。一方、コイルエンド部５４の径方向内側にはケーシング部６４が位置していない。言い換えると、コイルエンド部５４側において、ケーシング部６４の軸方向における端部は、固定子コア５２の軸方向における端部と面一であって、固定子コア５２を基準とした軸方向への延出高さがゼロである。したがって、ケーシング部６４は、コイルエンド部５４側に比べてコイルエンド部５５側の方が固定子コア５２を基準とした軸方向への延出高さが高い。
【０１４３】
図３２において、固定子５０は、円環状の固定子コア５２の外側にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相分の固定子巻線５１を備えている。すなわち、固定子巻線５１は、Ｕ相の巻線であるＵ相固定子巻線５１ＵとＶ相の巻線であるＶ相固定子巻線５１ＶとＷ相の巻線であるＷ相固定子巻線５１Ｗとの３種類の相巻線によって形成されている。本実施形態において、以降の説明ではコイルエンド部５４側におけるターン部８４とコイルエンド部５５側におけるターン部８４を区別する目的で、ターン部８４の符号としてターン部８４１とターン部８４６との２つの符号を用いて説明を行う。すなわち、コイルエンド部５４，５５の内、エンドプレート部６３から遠い側に位置するコイルエンド部５４側のターン部８４には、ターン部８４１の符号を付している。一方、コイルエンド部５４，５５の内、エンドプレート部６３から近い側に位置しているコイルエンド部５５側のターン部８４には、ターン部８４６の符号を付している。
【０１４４】
ターン部８４１は、Ｕ相固定子巻線５１Ｕにおけるターン部８４１であるＵ相ターン部８４１Ｕと、Ｖ相におけるターン部８４１であるＶ相ターン部８４１Ｖと、Ｗ相におけるターン部８４１であるＷ相ターン部８４１Ｗを備えている。ターン部８４６についてもターン部８４１と同様に、Ｕ相ターン部８４６ＵとＶ相ターン部８４６ＶとＷ相ターン部８４６Ｗとの３種類を有している。コイルサイド部５３についてもターン部８４１と同様に、Ｕ相コイルサイド部５３ＵとＶ相コイルサイド部５３ＶとＷ相コイルサイド部５３Ｗとの３種類を有している。
【０１４５】
Ｕ相固定子巻線５１Ｕは、Ｕ相コイルサイド部５３ＵとＵ相ターン部８４１Ｕ、８４６Ｕとを備えている。Ｖ相固定子巻線５１Ｖは、Ｖ相コイルサイド部５３ＶとＶ相ターン部８４１Ｖ、８４６Ｖとを備えている。Ｗ相固定子巻線５１Ｗは、Ｗ相コイルサイド部５３ＷとＷ相ターン部８４１Ｗ、８４６Ｗとを備えている。
【０１４６】
Ｕ相固定子巻線５１ＵとＶ相固定子巻線５１ＶとＷ相固定子巻線５１Ｗとは、固定子コア５２の外周面において同相の固定子巻線５１同士が接触しないように周方向に所定数ごとに規則的に配置されている。すなわち、固定子５０の周方向において、Ｕ相固定子巻線５１Ｕに隣接して、Ｖ相固定子巻線５１ＶとＷ相固定子巻線５１Ｗとが配置されている。Ｖ相固定子巻線５１Ｖに隣接して、Ｕ相固定子巻線５１ＵとＷ相固定子巻線５１Ｗとが配置されている。Ｗ相固定子巻線５１Ｗに隣接して、Ｕ相固定子巻線５１ＵとＶ相固定子巻線５１Ｖとが配置されている。したがって、Ｕ相固定子巻線５１Ｕ同士は、固定子５０において周方向に等間隔に並んで設けられている。Ｖ相固定子巻線５１Ｖ同士は、固定子５０において周方向に等間隔に並んで設けられている。Ｗ相固定子巻線５１Ｗ同士は、固定子５０において周方向に等間隔に並んで設けられている。
【０１４７】
各相の固定子巻線５１の導線８２の長さに関して、ターン部８４１の最も長いＵ相固定子巻線５１Ｕは、ターン部８４６が最も短い。一方、ターン部８４１の最も短いＷ相固定子巻線５１Ｗは、ターン部８４６が最も長い。すなわち、Ｕ相固定子巻線５１Ｕの導体長とＶ相固定子巻線５１Ｖの導体長とＷ相固定子巻線５１Ｗの導体長とは、互いに等しい長さである。また、Ｕ相固定子巻線５１Ｕの太さとＶ相固定子巻線５１Ｖの太さとＷ相固定子巻線５１Ｗの太さとは、互いに等しい太さである。ただし、各相の固定子巻線５１が厳密に等しい長さ及び太さである必要はなく、互いの固定子巻線５１における抵抗値が同程度に揃う程度に等しい長さ及び太さであればよい。
【０１４８】
図３３において、ターン部８４１をなす導線群８１は、径方向に並ぶ４本の導線８２によって構成されている。すなわち、Ｕ相ターン部８４１Ｕは、径方向外側から径方向内側に向かう向きに第１Ｕ相ターン部８４１Ｕ１、第２Ｕ相ターン部８４１Ｕ２、第３Ｕ相ターン部８４１Ｕ３、第４Ｕ相ターン部８４１Ｕ４の順に構成されている。Ｕ相ターン部８４１Ｕと同様に、Ｖ相ターン部８４１Ｖは、径方向外側から径方向内側に向かう向きに第１Ｖ相ターン部８４１Ｖ１、第２Ｖ相ターン部８４１Ｖ２、第３Ｖ相ターン部８４１Ｖ３、第４Ｖ相ターン部８４１Ｖ４の順に構成されている。Ｕ相ターン部８４１Ｕと同様に、Ｗ相ターン部８４１Ｗは、径方向外側から径方向内側に向かう向きに第１Ｗ相ターン部８４１Ｗ１、第２Ｗ相ターン部８４１Ｗ２、第３Ｗ相ターン部８４１Ｗ３、第４Ｗ相ターン部８４１Ｗ４の順に構成されている。導線群８１と導線８２とは、ともに導線部を提供する。
【０１４９】
ターン部８４１をなす導線８２は、径方向内側に延びる部分である２本の傾斜部８４１ａと、周方向に延びる部分である頂部８４１ｂと、傾斜部８４１ａと頂部８４１ｂとを接続する２つの角部８４１ｅを備えている。ターン部８４１は、径方向外側に開放端を有するＵ字状をなしている。
【０１５０】
ターン部８４１において、Ｕ相ターン部８４１Ｕは、Ｖ相ターン部８４１ＶやＷ相ターン部８４１Ｗよりも固定子コア５２に近い軸方向内側に位置している。すなわち、Ｕ相ターン部８４１Ｕは、ターン部８４１のうち、最も内層に位置している最内層ターン部を提供する。
【０１５１】
一方、Ｖ相ターン部８４１ＶとＷ相ターン部８４１Ｗとは、Ｕ相ターン部８４１Ｕよりも固定子コア５２から遠い方向である軸方向外側に位置している。すなわち、Ｖ相ターン部８４１ＶとＷ相ターン部８４１Ｗとは、外層ターン部を提供する。さらに、外層ターン部であるＷ相ターン部８４１Ｗは、Ｕ相ターン部８４１ＵやＶ相ターン部８４１Ｖよりも軸方向外側に位置している。すなわち、Ｗ相ターン部８４１Ｗは、ターン部８４１のうち、最も外層に位置している最外層ターン部を提供する。さらに、外層ターン部であるＶ相ターン部８４１Ｖは、最内層ターン部であるＵ相ターン部８４１Ｕと最外層ターン部であるＷ相ターン部８４１Ｗとの間に位置している。すなわち、Ｖ相ターン部８４１Ｖは、ターン部８４１のうち、最内層と最外層との間の中層に位置している中層ターン部を提供する。
【０１５２】
図３４において、最内層ターン部であるＵ相ターン部８４１Ｕについて、径方向最外側から径方向最内側までの距離であるＵ相ターン部８４１Ｕの最大突出量は、最内層最大突出量ＬＵで示されている。中層ターン部であるＶ相ターン部８４１Ｖについて、径方向最外側から径方向最内側までの距離であるＶ相ターン部８４１Ｖの最大突出量は、中層最大突出量ＬＶで示されている。最外層ターン部であるＷ相ターン部８４１Ｗについて、径方向最外側から径方向最内側までの距離であるＷ相ターン部８４１Ｗの最大突出量は、最外層最大突出量ＬＷで示されている。
【０１５３】
最内層最大突出量ＬＵは、中層最大突出量ＬＶよりも大きい。最外層最大突出量ＬＷは、中層最大突出量ＬＶよりも小さい。すなわち、ターン部８４１における径方向の突出量は、最内層最大突出量ＬＵが最も大きく、最外層最大突出量ＬＷが最も小さい。
【０１５４】
ここで突出量とは、コイルサイド部５３が位置している面である固定子コア５２の外周面を基準として径方向に突出している長さを意味している。また、突出量は、ターン部８４１をなす導線８２毎に決まる量であって、Ｕ相ターン部８４１Ｕにおいては、第１Ｕ相ターン部８４１Ｕ１と第２Ｕ相ターン部８４１Ｕ２と第３Ｕ相ターン部８４１Ｕ３と第４Ｕ相ターン部８４１Ｕ４とで、それぞれに異なる突出量を有する。最内層最大突出量ＬＵは、第４Ｕ相ターン部８４１Ｕ４における突出量に等しい。中層最大突出量ＬＶは、第４Ｖ相ターン部８４１Ｖ４における突出量に等しい。最外層最大突出量ＬＷは、第４Ｗ相ターン部８４１Ｗ４における突出量に等しい。
【０１５５】
図３３において、Ｕ相ターン部８４１Ｕにおける第２Ｕ相ターン部８４１Ｕ２の径方向への突出量は、固定子コア５２の径方向の厚さ寸法と略等しい大きさである。第１Ｕ相ターン部８４１Ｕ１の径方向の突出量は、第１Ｕ相ターン部８４１Ｕ１の厚さ分だけ第２Ｕ相ターン部８４１Ｕ２よりも小さい。
【０１５６】
第３Ｕ相ターン部８４１Ｕ３の径方向への突出量は、固定子コア５２の径方向の厚さ寸法の２倍程度の大きさである。すなわち、第３Ｕ相ターン部８４１Ｕ３の径方向への突出量は、固定子コア５２の厚さ寸法よりも大きい。したがって、Ｕ相ターン部８４１Ｕの少なくとも一部は、固定子コア５２の内周面よりも径方向の内側まで突出している。第４Ｕ相ターン部８４１Ｕ４の径方向の突出量は、第４Ｕ相ターン部８４１Ｕ４の厚さ分だけ第３Ｕ相ターン部８４１Ｕ３よりも大きい。
【０１５７】
第２Ｕ相ターン部８４１Ｕ２の径方向への突出量は、第３Ｕ相ターン部８４１Ｕ３の径方向への突出量よりも小さい。すなわち、第１Ｕ相ターン部８４１Ｕ１と第２Ｕ相ターン部８４１Ｕ２とは、突出量の小さな小ターン部を提供する。一方、第３Ｕ相ターン部８４１Ｕ３と第４Ｕ相ターン部８４１Ｕ４とは、突出量の大きな大ターン部を提供する。
【０１５８】
Ｕ相ターン部８４１Ｕと同様にＶ相ターン部８４１Ｖは、第１Ｖ相ターン部８４１Ｖ１と第２Ｖ相ターン部８４１Ｖ２とは、小ターン部であり、第３Ｖ相ターン部８４１Ｖ３と第４Ｖ相ターン部８４１Ｖ４とは、大ターン部である。ただし、Ｖ相ターン部８４１Ｖの大ターン部である第３Ｖ相ターン部８４１Ｖ３と第４Ｖ相ターン部８４１Ｖ４との径方向への突出量は、第３Ｕ相ターン部８４１Ｕ３と第４Ｕ相ターン部８４１Ｕ４との径方向への突出量に比べて小さい。一方、第２Ｖ相ターン部８４１Ｖ２の径方向への突出量は、第２Ｕ相ターン部８４１Ｕ２の径方向への突出量と略等しい大きさである。
【０１５９】
大ターン部と小ターン部との間には空隙が形成されている。すなわち、第２Ｕ相ターン部８４１Ｕ２と第３Ｕ相ターン部８４１Ｕ３とは、互いに径方向に離隔しており、第２Ｕ相ターン部８４１Ｕ２と第３Ｕ相ターン部８４１Ｕ３との間に空隙が形成されている。また、第２Ｖ相ターン部８４１Ｖ２と第３Ｖ相ターン部８４１Ｖ３との間にも空隙が形成されている。Ｖ相ターン部８４１Ｖにおける第２Ｖ相ターン部８４１Ｖ２と第３Ｖ相ターン部８４１Ｖ３との間の空隙の大きさは、Ｕ相ターン部８４１Ｕにおける第２Ｕ相ターン部８４１Ｕ２と第３Ｕ相ターン部８４１Ｕ３との間の空隙の大きさよりも小さい。
【０１６０】
Ｗ相ターン部８４１Ｗにおいては、第２Ｗ相ターン部８４１Ｗ２の突出量と第３Ｗ相ターン部８４１Ｗ３の突出量とが、導線８２の厚さ分程度異なる。すなわち、第２Ｗ相ターン部８４１Ｗ２と第３Ｗ相ターン部８４１Ｗ３との間に形成される隙間が極めて小さい。言い換えると、Ｗ相ターン部８４１Ｗにおける第２Ｗ相ターン部８４１Ｗ２と第３Ｗ相ターン部８４１Ｗ３との間の空隙の大きさは、Ｖ相ターン部８４１Ｖにおける第２Ｖ相ターン部８４１Ｖ２と第３Ｖ相ターン部８４１Ｖ３との間の空隙の大きさよりも小さい。
【０１６１】
図３５において、小ターン部である第２Ｖ相ターン部８４１Ｖ２の角部８４１ｅの曲げ外側における曲率半径Ｒａと、大ターン部である第３Ｖ相ターン部８４１Ｖ３の角部８４１ｅの曲げ内側における曲率半径Ｒｂとは異なる大きさである。曲率半径Ｒａは、第２Ｖ相ターン部８４１Ｖ２における２箇所の角部８４１ｅの曲げ外側において同じ大きさである。曲率半径Ｒｂは、第３Ｖ相ターン部８４１Ｖ３における２箇所の角部８４１ｅの曲げ内側において同じ大きさである。曲率半径Ｒａと曲率半径Ｒｂとを規定する角部８４１ｅは互いに対向している。ここで、仮に第２Ｖ相ターン部８４１Ｖ２と第３Ｖ相ターン部８４１Ｖ３との間に空隙が形成されておらず、導線８２が互いに隙間なく接触している場合を想定すると、曲率半径Ｒａと曲率半径Ｒｂは等しい大きさとなる。すなわち、Ｖ相ターン部８４１Ｖにおいては、曲率半径Ｒａと曲率半径Ｒｂとの大きさを変えることで、第２Ｖ相ターン部８４１Ｖ２と第３Ｖ相ターン部８４１Ｖ３との間に空隙を生じさせている。
【０１６２】
Ｖ相ターン部８４１Ｖにおいて、曲率半径Ｒａは、曲率半径Ｒｂよりも大きい。すなわち、第２Ｖ相ターン部８４１Ｖ２は、第３Ｖ相ターン部８４１Ｖ３に比べて緩やかな曲線を描くように曲げられている。これにより、Ｖ相ターン部８４１Ｖにおいて、空隙を形成するとともに、４本の導線８２を無理なく曲げてターンさせることができる。Ｕ相ターン部８４１Ｕにおいても、Ｖ相ターン部８４１Ｖと同様に第２Ｕ相ターン部８４１Ｕ２は、第３Ｕ相ターン部８４１Ｕ３に比べて緩やかな曲線を描くように大きな曲率半径で曲げられている。
【０１６３】
第１Ｕ相ターン部８４１Ｕ１における径方向への突出量と、第１Ｖ相ターン部８４１Ｖ１における径方向への突出量とは、等しい大きさである。第２Ｕ相ターン部８４１Ｕ２における径方向への突出量と、第２Ｖ相ターン部８４１Ｖ２における径方向への突出量とは、等しい大きさである。第４Ｗ相ターン部８４１Ｗ４の突出量は、第１Ｖ相ターン部８４１Ｖ１の突出量よりも小さい。したがって、Ｗ相ターン部８４１Ｗにおける頂部８４１ｂは、Ｕ相ターン部８４１Ｕにおける頂部８４１ｂ及びＶ相ターン部８４１Ｖにおける頂部８４１ｂと径方向にずれた位置に設けられている。言い換えると、Ｗ相ターン部８４１Ｗの頂部８４１ｂは他のターン部８４１における頂部８４１ｂとは軸方向に重なっていない。
【０１６４】
コイルエンド部５４における放熱について以下に説明する。固定子巻線５１には通電に伴い発熱が生じる。この発熱により固定子巻線５１の温度が上昇する。ただし、固定子巻線５１の温度が上昇するほど、固定子巻線５１の周囲の空気との温度差が大きくなるため、固定子巻線５１の熱が積極的に空気中に放熱される。ここで、固定子巻線５１と周囲の空気との接触面積の大きさによって固定子巻線５１から空気に放熱される放熱量が変化する。すなわち、固定子巻線５１のうち、空気との接触面積が大きい部分については、固定子巻線５１の熱が積極的に空気中に放熱されて温度が上昇しにくい。一方、固定子巻線５１のうち、空気との接触面積が小さい部分については、空気中に放熱されにくく、熱がこもって温度が上昇しやすい。したがって、固定子巻線５１からの放熱性能を高めるためには、温度の低い空気と固定子巻線５１とをなるべく多く接触させることが必要となる。
【０１６５】
コイルエンド部５４は、最内層ターン部であるＵ相ターン部８４１Ｕと、中層ターン部であるＶ相ターン部８４１Ｖと、最外層ターン部であるＷ相ターン部８４１Ｗとの３種類のターン部８４１によって構成されている。ここで、仮にＵ相ターン部８４１ＵとＶ相ターン部８４１ＶとＷ相ターン部８４１Ｗとの３種類のターン部８４１が、互いに径方向にずれておらず、径方向への突出量が互いに等しい場合を想定する。この場合には、最外層ターン部であるＷ相ターン部８４１Ｗの外側には、空気との接触を妨げる部材がなく、他のターン部８４１に比べて空気との接触面積が大きく放熱性能が高い。一方、最内層ターン部であるＵ相ターン部８４１Ｕは、内側に固定子コア５２が配置されるとともに、外側に中層ターン部であるＶ相ターン部８４１Ｖと最外層ターン部であるＷ相ターン部８４１Ｗとが配置されることとなる。このため、Ｕ相ターン部８４１Ｕの内側と外側との両側において、空気との接触を妨げる部材が存在することとなる。したがって、Ｕ相ターン部８４１Ｕは、少なくともＷ相ターン部８４１Ｗよりも放熱性能が低くなりやすい。
【０１６６】
しかしながら、ターン部８４１においては、Ｕ相ターン部８４１Ｕの径方向への突出量と、Ｖ相ターン部８４１Ｖの径方向への突出量と、Ｗ相ターン部８４１Ｗの径方向への突出量とが互いに異なる突出量である。言い換えると、Ｕ相ターン部８４１ＵとＶ相ターン部８４１ＶとＷ相ターン部８４１Ｗとの３種類のターン部８４１が、互いに径方向にずれて配置されている。このため、最内層ターン部であるＵ相ターン部８４１Ｕの少なくとも一部においては、外側に他のターン部８４１が配置されていない部分となる。中層ターン部であるＶ相ターン部８４１Ｖについても同様に、外側に他のターン部８４１が配置されていない部分が存在する。したがって、最内層ターン部であるＵ相ターン部８４１Ｕと中層ターン部であるＶ相ターン部８４１Ｖとは、空気中への放熱が促進された部分を有する放熱促進ターン部８４１を提供している。また、Ｗ相ターン部８４１Ｗについても、軸方向に他のターン部８４１と重なる量が少ない。言い換えると、Ｗ相ターン部８４１Ｗの軸方向内側における空気との接触面積が大きい。したがって、Ｗ相ターン部８４１Ｗは、放熱の促進された放熱促進ターン部８４１を提供している。
【０１６７】
さらに、Ｕ相ターン部８４１Ｕをなす第２Ｕ相ターン部８４１Ｕ２と第３Ｕ相ターン部８４１Ｕ３との間には空隙が形成されている。仮に、第２Ｕ相ターン部８４１Ｕ２と第３Ｕ相ターン部８４１Ｕ３との間に空隙が形成されていないと仮定する。この場合には、Ｕ相ターン部８４１Ｕの周囲を流れる空気がＵ相ターン部８４１Ｕをなす４本の導線８２の間に入り込むことができない。すなわち、第２Ｕ相ターン部８４１Ｕ２と第３Ｕ相ターン部８４１Ｕ３とが互いに接触している面積をＵ相ターン部８４１Ｕと空気との接触面積に含むことができない。しかしながら、Ｕ相ターン部８４１Ｕにおいて、第２Ｕ相ターン部８４１Ｕ２と第３Ｕ相ターン部８４１Ｕ３との間に空隙が形成されている。このため、第２Ｕ相ターン部８４１Ｕ２と第３Ｕ相ターン部８４１Ｕ３との間に空気が入り込むことができる。すなわち、第２Ｕ相ターン部８４１Ｕ２と第３Ｕ相ターン部８４１Ｕ３とが互いに向かい合う部分の面積をＵ相ターン部８４１Ｕと空気との接触面積に含むことができる。したがって、Ｕ相ターン部８４１Ｕにおける空気との接触面積を大きく確保しやすい。
【０１６８】
図３１において、回転子４０が回転することで回転電機１０の内部に風が発生する。発生した風の一部は、回転子４０の内側に位置している固定子５０に沿って流れる。この時、コイルエンド部５４，５５においては、風の流れ方が部位によって異なる。すなわち、固定子コア５２を保持しているケーシング部６４が、軸方向に大きく延び出しているコイルエンド部５５の方が風の通路が制限されており、風が流れにくい。一方、コイルエンド部５４は、コイルエンド部５５に比べて風の流れを妨げる部材が少なく、多くの風が流れやすい。したがって、エンドプレート部６３から近い側のコイルエンド部５５に比べて、エンドプレート部６３から遠い側のコイルエンド部５４の方が固定子巻線５１の放熱性能の向上に貢献しやすい。言い換えると、コイルエンド部５５をなすターン部８４６の形状を放熱性能の高い形状とするよりも、コイルエンド部５４をなすターン部８４１の形状を放熱性能の高い形状とする方が、固定子巻線５１全体における放熱性能を高めることができる。ただし、ターン部８４１、８４６の両方について放熱性能の高い形状とする方が、ターン部８４１、８４６のどちらか一方のみについて放熱性能の高い形状とする場合に比べて、固定子巻線５１全体における放熱性能を高めやすい。
【０１６９】
上述した実施形態によると、最内層ターン部であるＵ相ターン部８４１Ｕの径方向への突出量は、外層ターン部であるＶ相ターン部８４１Ｖ及びＷ相ターン部８４１Ｗの径方向への突出量とは異なる突出量である。言い換えると、Ｕ相ターン部８４１Ｕは、Ｖ相ターン部８４１Ｖ及びＷ相ターン部８４１Ｗと軸方向に重ならない部分を多く有している。このため、Ｕ相ターン部８４１Ｕが他のターン部８４１と軸方向に重なっている場合に比べて、空気との接触面積をより大きく確保できるとともに、近傍における回転子４０の回転により発生した風の通りも良くなるため、Ｕ相ターン部８４１Ｕにおける空気中への放熱を促進できる。また、Ｖ相ターン部８４１ＶやＷ相ターン部８４１Ｗにおいても、Ｕ相ターン部８４１Ｕと同様に空気中への放熱を促進できる。したがって、ターン部８４１における異常な温度上昇を抑制して回転電機１０の適正な性能を発揮させやすい。特に、ターン部８４１のうち、最も熱のこもりやすい最内層に位置しているＵ相ターン部８４１Ｕにおける空気中への放熱を促進することは、回転電機１０を適正に動作させる上で非常に重要である。
【０１７０】
Ｕ相ターン部８４１Ｕは、第２Ｕ相ターン部８４１Ｕ２などの小ターン部と第３Ｕ相ターン部８４１Ｕ３などの大ターン部との間に空隙を備えている。このため、Ｕ相ターン部８４１Ｕの周囲を流れる空気とＵ相ターン部８４１Ｕとの接触面積を大きく確保することができる。したがって、Ｕ相ターン部８４１Ｕにおける放熱性能を高めることができる。また、Ｖ相ターン部８４１ＶやＷ相ターン部８４１Ｗにおいても、Ｕ相ターン部８４１Ｕと同様に空隙を設けることで空気中への放熱を促進できる。
【０１７１】
最内層ターン部であるＵ相ターン部８４１Ｕにおける空隙は、外層ターン部であるＶ相ターン部８４１Ｖ及びＷ相ターン部８４１Ｗにおける空隙よりも大きい。このため、最も熱のこもりやすい最内層に位置しているＵ相ターン部８４１Ｕにおける放熱性能を高めて、Ｕ相固定子巻線５１Ｕにおける温度が他の固定子巻線５１の温度に比べて、高くなり過ぎることを防止しやすい。
【０１７２】
小ターン部である第２Ｖ相ターン部８４１Ｖ２の角部８４１ｅにおける曲率半径Ｒａは、大ターン部である第３Ｖ相ターン部８４１Ｖ３の角部８４１ｅにおける曲率半径Ｒｂよりも大きい。このため、Ｖ相ターン部８４１Ｖにおいて、第２Ｖ相ターン部８４１Ｖ２と第３Ｖ相ターン部８４１Ｖ３との間に空隙を形成しやすい。すなわち、複数の導線８２を折り曲げて構成されているターン部８４１において、導線８２を無理なくターンさせられるとともに、角部８４１ｅに過度な負荷が加わることを抑制して、適正にターンした状態を維持しやすい。
【０１７３】
軸方向の両側に設けられているターン部８４のうち、一方のみが放熱促進ターン部８４１である。言い換えると、軸方向の両側に設けられたターン部８４は、互いに非対称な形状である。このため、ターン部８４の両側を放熱促進ターン部８４１とする場合に比べて、固定子５０の向きを認識しやすい。したがって、回転電機１０を構成する各部品を組み付ける際に、部品の向きを誤って組み付けてしまうことを防止しやすい。また、固定子巻線５１の設計自由度を高く確保することができる。
【０１７４】
放熱促進ターン部８４１は、固定子コア５２の軸方向両側のターン部８４のうち、ケーシング部６４において固定子コア５２よりも軸方向外側となる部分の延出高さが小さい側のターン部８４１に設けられている。このため、ケーシング部６４によって空気の流れが阻害されにくいターン部８４１において、放熱を促進できる。したがって、同種の放熱促進ターン部８４１を、ターン部８４１とは反対側のターン部８４６側に設けた場合に比べて、より大きな放熱促進効果を得やすい。
【０１７５】
Ｕ相固定子巻線５１Ｕの抵抗値とＶ相固定子巻線５１Ｖの抵抗値とＷ相固定子巻線５１Ｗの抵抗値とが、互いに等しい大きさである。すなわち、異相の固定子巻線５１同士の導体長及び太さが互いに等しい長さである。このため、異相の固定子巻線５１同士の抵抗値を互いに揃えて、導線８２に通電をした場合における異相の固定子巻線５１同士の発熱量を同程度とすることができる。したがって、特定の固定子巻線５１の発熱量のみが異常に大きく、固定子巻線５１の特定部位が異常な高温になることを抑制しやすい。
【０１７６】
最内層ターン部であるＵ相ターン部８４１Ｕにおける径方向への最内層最大突出量ＬＵは、Ｖ相ターン部８４１Ｖにおける径方向への中層最大突出量ＬＶ及びＷ相ターン部８４１Ｗにおける径方向への最外層最大突出量ＬＷよりも大きい。このため、Ｕ相ターン部８４１Ｕにおける頂部８４１ｂだけでなく、傾斜部８４１ａでも放熱を促進できる。したがって、最も熱のこもりやすい最内層に位置しているＵ相ターン部８４１Ｕにおける放熱性能を高めやすい。
【０１７７】
Ｖ相ターン部８４１Ｖにおける径方向への中層最大突出量ＬＶは、Ｗ相ターン部８４１Ｗにおける径方向への最外層最大突出量ＬＷよりも大きい。さらに、Ｕ相ターン部８４１Ｕにおける径方向への最内層最大突出量ＬＵは、Ｖ相ターン部８４１Ｖにおける径方向への中層最大突出量ＬＶよりも大きい。言い換えると、熱のこもりやすい順に放熱促進ターン部８４１の径方向への突出量を大きく設定している。このため、熱のこもりやすい軸方向内側に位置している固定子巻線５１ほど、放熱促進ターン部８４１での放熱性能を向上させることで、固定子巻線５１全体において部位ごとの温度差が大きくなり過ぎることを抑制できる。
【０１７８】
放熱促進ターン部８４１をなすＵ相ターン部８４１Ｕにおける最内層最大突出量ＬＵは、固定子コア５２の厚さ寸法よりも大きい。このため、Ｕ相ターン部８４１Ｕの軸方向内側において固定子コア５２が位置することによって空気が流れにくくなることを抑制できる。したがって、Ｕ相ターン部８４１Ｕの軸方向外側と軸方向内側との両面において積極的に空気が流れる構成としやすい。よって、Ｕ相ターン部８４１Ｕにおける放熱性能を高めやすい。
【０１７９】
Ｕ相ターン部８４１Ｕにおいて、第２Ｕ相ターン部８４１Ｕ２と第３Ｕ相ターン部８４１Ｕ３との間以外に空隙を形成してもよい。例えば、第１Ｕ相ターン部８４１Ｕ１と第２Ｕ相ターン部８４１Ｕ２との間に空隙を形成してもよい。さらに、第３Ｕ相ターン部８４１Ｕ３と第４Ｕ相ターン部８４１Ｕ４との間に空隙を形成するなどしてＵ相ターン部８４１Ｕに複数の空隙を形成してもよい。これによると、Ｕ相ターン部８４１Ｕにおける空隙の数を多く確保できる。すなわち、サイズの大きな１つの空隙を形成するかわりに、サイズの小さな３つの空隙を形成することでＵ相ターン部８４１Ｕにおける空隙の大きさを大きく確保することができる。したがって、Ｕ相ターン部８４１Ｕにおける放熱性能を高めることができる。ここで、空隙を複数形成することは、Ｕ相ターン部８４１Ｕ以外のターン部８４１にも適用可能である。
【０１８０】
上述した固定子５０の詳細構造は、第１実施形態のみならず、全ての実施形態において適用可能な構成である。
【０１８１】
以下に、他の実施形態を第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１８２】
（第２実施形態）
本実施形態では、回転子４０における磁石部４２の極異方構造を変更しており、以下に詳しく説明する。
【０１８３】
図２２及び図２３に示すように、磁石部４２は、ハルバッハ配列と称される磁石配列を用いて構成されている。すなわち、磁石部４２は、磁化方向（磁極の向き）を径方向とする第１磁石１３１と、磁化方向（磁極の向き）を周方向とする第２磁石１３２とを有しており、周方向に所定間隔で第１磁石１３１が配置されるとともに、周方向において隣り合う第１磁石１３１の間となる位置に第２磁石１３２が配置されている。第１磁石１３１及び第２磁石１３２は、例えばネオジム磁石等の希土類磁石からなる永久磁石である。
【０１８４】
第１磁石１３１は、固定子５０に対向する側（径方向内側）の極が交互にＮ極、Ｓ極となるように周方向に互いに離間して配置されている。また、第２磁石１３２は、各第１磁石１３１の隣において周方向の磁極の向きが交互に逆向きとなるように配置されている。
【０１８５】
また、第１磁石１３１の径方向外側、すなわち回転子本体４１の磁石保持部４３の側には、軟磁性材料よりなる磁性体１３３が配置されている。例えば磁性体１３３は、電磁鋼板や軟鉄、圧粉鉄心材料により構成されているとよい。この場合、磁性体１３３の周方向の長さは第１磁石１３１の周方向の長さ（特に第１磁石１３１の外周部の周方向の長さ）と同じである。また、第１磁石１３１と磁性体１３３とを一体化した状態でのその一体物の径方向の厚さは、第２磁石１３２の径方向の厚さと同じである。換言すれば、第１磁石１３１は第２磁石１３２よりも磁性体１３３の分だけ径方向の厚さが薄くなっている。各磁石１３１，１３２と磁性体１３３とは、例えば接着剤により相互に固着されている。磁石部４２において第１磁石１３１の径方向外側は、固定子５０とは反対側であり、磁性体１３３は、径方向における第１磁石１３１の両側のうち、固定子５０とは反対側（反固定子側）に設けられている。
【０１８６】
磁性体１３３の外周部には、径方向外側、すなわち回転子本体４１の磁石保持部４３の側に突出する凸部としてのキー１３４が形成されている。また、磁石保持部４３の内周面には、磁性体１３３のキー１３４を収容する凹部としてのキー溝１３５が形成されている。キー１３４の突出形状とキー溝１３５の溝形状とは同じであり、各磁性体１３３に形成されたキー１３４に対応して、キー１３４と同数のキー溝１３５が形成されている。キー１３４及びキー溝１３５の係合により、第１磁石１３１及び第２磁石１３２と回転子本体４１との周方向（回転方向）の位置ずれが抑制されている。なお、キー１３４及びキー溝１３５（凸部及び凹部）を、回転子本体４１の磁石保持部４３及び磁性体１３３のいずれに設けるかは任意でよく、上記とは逆に、磁性体１３３の外周部にキー溝１３５を設けるとともに、回転子本体４１の磁石保持部４３の内周部にキー１３４を設けることも可能である。
【０１８７】
ここで、磁石部４２では、第１磁石１３１と第２磁石１３２とを交互に配列することにより、第１磁石１３１での磁束密度を大きくすることが可能となっている。そのため、磁石部４２において、磁束の片面集中を生じさせ、固定子５０寄りの側での磁束強化を図ることができる。
【０１８８】
また、第１磁石１３１の径方向外側、すなわち反固定子側に磁性体１３３を配置したことにより、第１磁石１３１の径方向外側での部分的な磁気飽和を抑制でき、ひいては磁気飽和に起因して生じる第１磁石１３１の減磁を抑制できる。これにより、結果的に磁石部４２の磁力を増加させることが可能となっている。本実施形態の磁石部４２は、言うなれば、第１磁石１３１において減磁が生じ易い部分を磁性体１３３に置き換えた構成となっている。
【０１８９】
図２４は、磁石部４２における磁束の流れを具体的に示す図であり、（ａ）は、磁石部４２において磁性体１３３を有していない従来構成を用いた場合を示し、（ｂ）は、磁石部４２において磁性体１３３を有している本実施形態の構成を用いた場合を示している。なお、図２４では、回転子本体４１の磁石保持部４３及び磁石部４２を直線状に展開して示しており、図の下側が固定子側、上側が反固定子側となっている。
【０１９０】
図２４（ａ）の構成では、第１磁石１３１の磁極面と第２磁石１３２の側面とが、それぞれ磁石保持部４３の内周面に接触している。また、第２磁石１３２の磁極面が第１磁石１３１の側面に接触している。この場合、磁石保持部４３には、第２磁石１３２の外側経路を通って第１磁石１３１との接触面に入る磁束Ｆ１と、磁石保持部４３と略平行で、かつ第２磁石１３２の磁束Ｆ２を引きつける磁束との合成磁束が生じる。そのため、磁石保持部４３において第１磁石１３１と第２磁石１３２との接触面付近において、部分的に磁気飽和が生じることが懸念される。
【０１９１】
これに対し、図２４（ｂ）の構成では、第１磁石１３１の反固定子側において第１磁石１３１の磁極面と磁石保持部４３の内周面との間に磁性体１３３が設けられているため、その磁性体１３３で磁束の通過が許容される。したがって、磁石保持部４３での磁気飽和を抑制でき、減磁に対する耐力が向上する。
【０１９２】
また、図２４（ｂ）の構成では、図２４（ａ）とは異なり、磁気飽和を促すＦ２を消すことができる。これにより、磁気回路全体のパーミアンスを効果的に向上させることができる。このように構成することで、その磁気回路特性を、過酷な高熱条件下でも保つことができる。
【０１９３】
また、従来のＳＰＭロータにおけるラジアル磁石と比べて、磁石内部を通る磁石磁路が長くなる。そのため、磁石パーミアンスが上昇し、磁力を上げ、トルクを増強することができる。さらに、磁束がｄ軸の中央に集まることにより、正弦波整合率を高くすることができる。特に、ＰＷＭ制御により、電流波形を正弦波や台形波とする、又は１２０度通電のスイッチングＩＣを利用すると、より効果的にトルクを増強することができる。
【０１９４】
（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。
【０１９５】
・上記実施形態では、固定子コア５２の外周面を凹凸のない曲面状とし、その外周面に所定間隔で複数の導線群８１を並べて配置する構成としたが、これを変更してもよい。例えば、図２５に示すように、固定子コア５２は、固定子巻線５１の径方向両側のうち回転子とは反対側（図の下側）に設けられた円環状のヨーク部１４１と、そのヨーク部１４１から、周方向に隣り合う直線部８３の間に向かって突出するように延びる突起部１４２とを有している。突起部１４２は、ヨーク部１４１の径方向外側、すなわち回転子４０側に所定間隔で設けられている。固定子巻線５１の各導線群８１は、突起部１４２と周方向において係合しており、突起部１４２を位置決め部として用いつつ周方向に並べて配置されている。なお、突起部１４２が「巻線間部材」に相当する。突起部１４２は、導線間部材を提供する。
【０１９６】
突起部１４２は、ヨーク部１４１からの径方向の厚さ寸法が、径方向内外の複数層の直線部８３のうち、ヨーク部１４１に径方向に隣接する直線部８３の径方向の厚さ寸法の１／２（図のＨ１）よりも小さい構成となっている。こうした突起部１４２の厚さ制限により、周方向に隣り合う導線群８１（すなわち直線部８３）の間において突起部１４２がティースとして機能せず、ティースによる磁路形成がなされないようになっている。突起部１４２は、周方向に並ぶ各導線群８１の間ごとに全て設けられていなくてもよく、周方向に隣り合う少なくとも１組の導線群８１の間に設けられていればよい。突起部１４２の形状は、矩形状、円弧状など任意の形状でよい。
【０１９７】
また、固定子コア５２の外周面では、直線部８３が一層で設けられていてもよい。したがって、広義には、突起部１４２におけるヨーク部１４１からの径方向の厚さ寸法は、直線部８３における径方向の厚さ寸法の１／２よりも小さいものであればよい。
【０１９８】
なお、回転軸１１の軸心を中心とし、かつヨーク部１４１に径方向に隣接する直線部８３の径方向の中心位置を通る仮想円を想定すると、突起部１４２は、その仮想円の範囲内においてヨーク部１４１から突出する形状、換言すれば仮想円よりも径方向外側（すなわち回転子４０側）に突出しない形状をなしているとよい。
【０１９９】
上記構成によれば、突起部１４２は、径方向の厚さ寸法が制限されており、周方向に隣り合う直線部８３の間においてティースとして機能するものでないため、各直線部８３の間にティースが設けられている場合に比べて、隣り合う各直線部８３を近づけることができる。これにより、導体断面積を大きくすることができ、固定子巻線５１の通電に伴い生じる発熱を低減することができる。かかる構成では、ティースがないことで磁気飽和の解消が可能となり、固定子巻線５１への通電電流を増大させることが可能となる。この場合において、その通電電流の増大に伴い発熱量が増えることに好適に対処することができる。また、固定子巻線５１では、ターン部８４が、径方向にシフトされ、他のターン部８４との干渉を回避する干渉回避部を有することから、異なるターン部８４同士を径方向に離して配置することができる。これにより、ターン部８４においても放熱性の向上を図ることができる。以上により、固定子５０での放熱性能を適正化することが可能になっている。
【０２００】
また、固定子コア５２のヨーク部１４１と、回転子４０の磁石部４２（すなわち各磁石９１，９２）とが所定距離以上離れていれば、突起部１４２の径方向の厚さ寸法は、図２５のＨ１に縛られるものではない。具体的には、ヨーク部１４１と磁石部４２とが２ｍｍ以上離れていれば、突起部１４２の径方向の厚さ寸法は、図２５のＨ１以上であってもよい。例えば、直線部８３の径方向厚み寸法が２ｍｍを越えており、かつ導線群８１が径方向内外の２層の導線８２により構成されている場合に、ヨーク部１４１に隣接していない直線部８３、すなわちヨーク部１４１から数えて２層目の導線８２の半分位置までの範囲で、突起部１４２が設けられていてもよい。この場合、突起部１４２の径方向厚さ寸法が「Ｈ１×３／２」までになっていれば、導線群８１における導体断面積を大きくすることで、前述の効果を少なからず得ることはできる。
【０２０１】
また、固定子コア５２は、図２６に示す構成であってもよい。なお、図２６では、封止部５７を省略しているが、封止部５７が設けられていてもよい。図２６では、便宜上、磁石部４２及び固定子コア５２を直線状に展開して示している。
【０２０２】
図２６の構成では、固定子５０は、周方向に隣接する導線８２（すなわち直線部８３）の間に、巻線間部材としての突起部１４２を有している。ここで、磁石部４２の１極分の範囲において固定子巻線５１の通電により励磁される突起部１４２の周方向の幅寸法をＷｔ、突起部１４２の飽和磁束密度をＢｓ、磁石部４２の１極分の周方向の幅寸法をＷｍ、磁石部４２の残留磁束密度をＢｒとする場合、突起部１４２は、Ｗｔ×Ｂｓ≦Ｗｍ×Ｂｒ      …（１）
となる磁性材料により構成されている。
【０２０３】
詳しくは、本実施形態では、固定子巻線５１の３相巻線が分布巻であり、その固定子巻線５１では、磁石部４２の１極に対して、突起部１４２の数、すなわち各導線群８１の間となる間隙５６の数が「３×ｍ」個となっている。なお、ｍは導線８２の対数である。この場合、固定子巻線５１が各相所定順序で通電されると、１極内において２相分の突起部１４２が励磁される。したがって、磁石部４２の１極分の範囲において固定子巻線５１の通電により励磁される突起部１４２の周方向の幅寸法Ｗｔは、突起部１４２（つまり、間隙５６）の周方向の幅寸法をＡとすると、「２×Ａ×ｍ」となる。そして、こうして幅寸法Ｗｔが規定された上で、固定子コア５２において、突起部１４２が、上記（１）の関係を満たす磁性材料として構成されている。なお、幅寸法Ｗｔは、１極内において比透磁率が１よりも大きくなりえる部分の周方向寸法でもある。
【０２０４】
なお、固定子巻線５１を集中巻とする場合には、固定子巻線５１において、磁石部４２の１極対（つまり２極）に対して、突起部１４２の数、すなわち各導線群８１の間となる間隙５６の数が「３×ｍ」個となっている。この場合、固定子巻線５１が各相所定順序で通電されると、１極内において１相分の突起部１４２が励磁される。したがって、磁石部４２の１極分の範囲において固定子巻線５１の通電により励磁される突起部１４２の周方向の幅寸法Ｗｔは、「Ａ×ｍ」となる。そして、こうして幅寸法Ｗｔが規定された上で、突起部１４２が、上記（１）の関係を満たす磁性材料として構成されている。
【０２０５】
ちなみに、ネオジム磁石やサマリウムコバルト磁石、フェライト磁石といったＢＨ積が２０［ＭＧＯｅ（ｋＪ／ｍ＾３）］以上の磁石ではＢｄ＝１．０強［Ｔ］、鉄ではＢｒ＝２．０強［Ｔ］である。そのため、高出力モータとしては、固定子コア５２において、突起部１４２が、Ｗｔ＜１／２×Ｗｍの関係を満たす磁性材料であればよい。
【０２０６】
・上記実施形態では、固定子巻線５１を覆う封止部５７を、固定子コア５２の径方向外側において各導線群８１を全て含む範囲、すなわち径方向の厚さ寸法が各導線群８１の径方向の厚さ寸法よりも大きくなる範囲で設ける構成としたが、これを変更してもよい。例えば、図２７に示すように、封止部５７を、導線８２の一部がはみ出すように設ける構成とする。より具体的には、封止部５７を、導線群８１において最も径方向外側となる導線８２の一部を径方向外側、すなわち固定子５０側に露出させた状態で設ける構成とする。この場合、封止部５７の径方向の厚さ寸法は、各導線群８１の径方向の厚さ寸法と同じ、又はその厚さ寸法よりも小さいとよい。
【０２０７】
・図２８に示すように、各導線群８１が封止部５７により封止されていない構成としてもよい。つまり、固定子巻線５１を覆う封止部５７を用いない構成とする。この場合、周方向に並ぶ各導線群８１の間は空隙となっている。周方向に並ぶ各導線群８１の間を空隙とした構成は、固定子巻線５１が導線群８１のみで形成された構成であって、各導線群８１の間に封止部５７などの導線間部材を設けていない構成を提供する。
【０２０８】
・固定子５０が固定子コア５２を具備していない構成としてもよい。この場合、固定子５０は、図１２に示す固定子巻線５１により構成されることになる。なお、固定子コア５２を具備していない固定子５０において、固定子巻線５１を封止材により封止する構成としてもよい。又は、固定子５０が、軟磁性材からなる固定子コア５２に代えて、合成樹脂等の非磁性材からなる円環状の巻線保持部を備える構成であってもよい。
【０２０９】
・固定子巻線５１の導線群８１において、径方向の内外に重なる各導線８２の干渉を回避する構成として、図２９（ａ）に示すように、ｎ層目とｎ＋１層目とでターン部８４における導線シフトの向きを逆にする構成としてもよい。つまり、複数層の各直線部８３に接続され、かつ径方向内外に重なる位置となる各ターン部８４を、径方向の異なる方向に曲げる構成とする。これにより、やはり各ターン部８４を好適に離して配置することができる。なお、本構成は、最も絶縁の厳しい部分に適用したり、複数層のうち最終層や開始層に用いたりすることが好ましい。
【０２１０】
又は、図２９（ｂ）に示すように、ｎ層目とｎ＋１層目とで軸方向における導線シフト位置（図の上下方向の位置）を相違させる構成としてもよい。この場合、各層のターン部８４での曲げアールが同じであっても、相互の干渉を抑制できる。
【０２１１】
・上記実施形態では、固定子巻線５１において、回転軸１１を中心とする同一のピッチ円上となる位置の直線部８３同士をターン部８４により接続し、そのターン部８４が干渉回避部を備える構成としたが、これを変更してもよい。例えば、固定子巻線５１において、回転軸１１を中心とする異なるピッチ円上となる位置の直線部８３同士、すなわち異なる層の直線部８３同士をターン部８４により接続する構成であってもよい。いずれにしろ、ターン部８４が、径方向にシフトされ、他のターン部８４との干渉を回避する干渉回避部を有する構成であればよい。
【０２１２】
・図３０（ａ）に示すように、固定子巻線５１の導線群８１において、各導線８２の直線部８３が、径方向（図の上下方向）に対向する一対の対向面同士が非平行となる状態で配置される構成としてもよい。なお、図３０（ａ）では、各導線群８１が封止部５７により封止されている。本構成によれば、径方向に並ぶ各直線部８３同士の間に、非発熱部としての封止材を介在させることができ、その非発熱部において、固定子巻線５１の通電時に直線部８３にて生じた熱を拡散させることができる。これにより、導線群８１での放熱性能を高めることができる。
【０２１３】
また、周方向に隣り合う各直線部８３の間にティースが介在していない構成になっていても、各導線群８１における直線部８３同士の間に好適に封止材を入り込ませ、ひいては各直線部８３を良好に固定することができる。ただし、図３０（ａ）の構成において、封止部５７が設けられていない構成であってもよい。この場合には、径方向に並ぶ各直線部８３同士の間に、非発熱部としての空隙を介在させることができ、やはり導線群８１での放熱性能を高めることができる。
【０２１４】
・図３０（ｂ）に示すように、固定子５０の導線群８１において、各導線８２の直線部８３を径方向内外４層に配置し、一対の対向面同士の隙間寸法が、周方向に大小異なり、かつ大きい側が径方向に並ぶ各隙間において交互に逆になる構成としてもよい。なお、図３０（ｂ）では、各導線群８１が封止部５７により封止されている。直線部８３の層数は３層以上であればよい。本構成によれば、径方向に並ぶ各直線部８３において熱の拡散を好適に行わせることができる。
【０２１５】
また、回転電機１０の作動時に回転方向が正逆入れ替わって交番に掛かっても、各直線部８３を保持する保持力を良好に得ることができる。
【０２１６】
・固定子巻線５１において、導線８２の直線部８３を径方向に単層で設ける構成としてもよい。また、径方向内外に複数層で直線部８３を配置する場合に、その層数は任意でよく、３層、４層、５層、６層等で設けてもよい。
【０２１７】
・上記実施形態では、回転軸１１を、軸方向で回転電機１０の一端側及び他端側の両方に突出するように設けたが、これを変更し、一端側にのみ突出する構成としてもよい。この場合、回転軸１１は、軸受部２０により片持ち支持される部分を端部とし、その軸方向外側に延びるように設けられるとよい。本構成では、インバータユニット６０の内部に回転軸１１が突出しない構成となるため、インバータユニット６０の内部空間、詳しくは筒状部７１の内部空間をより広く用いることができることとなる。
【０２１８】
・回転軸１１を回転自在に支持する構成として、回転子４０の軸方向一端側及び他端側の２カ所に軸受を設ける構成としてもよい。この場合、図１の構成で言えば、インバータユニット６０を挟んで一端側及び他端側の２カ所に軸受が設けられるとよい。
【０２１９】
・上記実施形態では、回転子４０において回転子本体４１の中間部４５を、軸方向に段差を有する構成としたが、これを変更し、中間部４５の段差を無くし、平板状としてもよい。
【０２２０】
・上記実施形態では、固定子巻線５１の導線８２において導体８２ａを複数の素線８６の集合体として構成したが、これを変更し、導線８２として断面矩形状の角形導線を用いる構成としてもよい。また、導線８２として断面円形状又は断面楕円状の丸形導線を用いる構成としてもよい。
【０２２１】
・上記実施形態では、固定子５０の径方向内側にインバータユニット６０を設ける構成としたが、これに代えて、固定子５０の径方向内側にインバータユニット６０を設けない構成としてもよい。この場合、固定子５０の径方向内側となる内部領域を空間としておくことが可能である。また、その内部領域に、インバータユニット６０とは異なる部品を配することが可能である。
【０２２２】
・回転電機１０において、ハウジング３０を具備しない構成としてもよい。この場合、例えばホイールや他の車両部品の一部において、回転子４０、固定子５０等が保持される構成であってもよい。
【０２２３】
・インナロータ構造（内転構造）の回転電機に本開示を適用することも可能である。この場合、例えばハウジング３０内において、径方向外側から順に固定子５０、回転子４０が設けられ、回転子４０の径方向内側にインバータユニット６０が設けられているとよい。上記実施形態は、ロータとしてＳＰＭロータを挙げたが、ＩＰＭロータにも適用可能である。この場合、直線部８３が、所定のエアギャップ及びロータコア（不図示）を挟んで磁石部４２に対向するよう配置される磁石対向部を提供することとなる。
【０２２４】
なお、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。
【符号の説明】
【０２２５】
１０…回転電機、４０…回転子、４２…磁石部、５０…固定子、５１…固定子巻線、５２…固定子コア、５７…封止部（導線間部材）６４…ケーシング部、８１…導線群（導線部）、８２…導線（導線部）、８２ｂ…絶縁被膜、８３…直線部（磁石対向部）、８４…ターン部、１４２…突起部（導線間部材）、８４１…ターン部（放熱促進ターン部）、８４１ｅ…角部、８４１Ｕ…Ｕ相ターン部（最内層ターン部）、８４１Ｕ２…第２Ｕ相ターン部（小ターン部）、８４１Ｕ３…第３Ｕ相ターン部（大ターン部）、８４１Ｖ…Ｖ相ターン部（中層ターン部、外層ターン部）、８４１Ｗ…Ｗ相ターン部（最外層ターン部、外層ターン部）。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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