(57)【要約】【課題】モールド固定やワニス固定によらずコイルの固定を可能とする、回転電機のステータを提供する。【解決手段】この回転電機のステータ１４０は、環状に配置されたステータコア１４１と、ステータコア１４１に装着されたインシュレータ１６０と、インシュレータ１６０を介在させてステータコア１４１に装着されたコイル１８０と、コイル固定部１２０とを備える。コイル固定部１２０は、コイル１８０をステータコア１４１の内径側から押圧し、コイル１８０をインシュレータ１６０に押し付けて固定する。【選択図】図４
2010213543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状に配置されたステータコアと、
前記ステータコアに装着された絶縁部材と、
前記絶縁部材を介在させて前記ステータコアに装着されたコイルと、
前記コイルを前記ステータコアの内径側から押圧し前記絶縁部材に押し付けて固定するコイル固定部とを備える、回転電機のステータ。
【請求項２】
前記コイルに対し前記ステータコアの前記内径側に配置され、前記コイルと離隔して対向する壁部を備え、
前記コイル固定部は、弾性材料により形成されており、前記コイルと前記壁部との間に挟持されている、請求項１に記載の回転電機のステータ。
【請求項３】
前記コイル固定部は、前記ステータコアの周方向に延在するように配置され、前記ステータコアの軸方向端面と対向して保持されている、請求項２に記載の回転電機のステータ。
【請求項４】
前記コイル固定部は、円環形状に形成されている、請求項３に記載の回転電機のステータ。
【請求項５】
前記コイルに対し前記ステータコアの前記内径側に配置され、前記コイルと離隔して対向する壁部を備え、
前記コイル固定部は、前記壁部が前記ステータコアの径方向外側へ突起して形成されている、請求項１に記載の回転電機のステータ。
【請求項６】
前記ステータコアの軸方向端面を覆い、前記軸方向端面との間に密閉空間を形成するカバーを備え、
前記コイル固定部は、前記カバーが前記ステータコアの径方向外側へ突起して形成されている、請求項１に記載の回転電機のステータ。
【請求項７】
前記コイル固定部は、略円環形状に形成されており、ばね性を有する、請求項１に記載の回転電機のステータ。
【請求項８】
前記コイルに対し前記ステータコアの前記内径側に配置され、前記コイルと離隔して対向する壁部を備え、
前記壁部は、前記ステータコアの径方向において前記コイル固定部と離隔して配置されている、請求項７に記載の回転電機のステータ。
【請求項９】
回転可能に設けられた回転シャフトと、
前記回転シャフトに固設されたロータと、
前記ロータの周囲に配置された、請求項１から請求項８のいずれかに記載のステータとを備える、回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機のステータおよび回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機に関し、従来、コイルエンドを囲繞して液密的な環状空間を形成する冷却ジャケットを備え、冷却ジャケット内に冷媒を流動させる冷却構造が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。また、コイルエンド先端部とステータコア鍔部との間隙に絶縁樹脂層を有し、コイルを固定する構成が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。また、ステータに取り付けられるコイルが、ステータとは別体の鍔部材により、ティース先端側より固定される構成が提案されている（たとえば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３２３４１６号公報
【特許文献２】特開２００８−２７８６２８号公報
【特許文献３】特開２００６−１８７１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の回転電機では、ステータに装着したコイルの軸方向端部をモールド固定またはワニス固定することにより、コイルを固定するとともに、コイル周囲の熱伝導率を向上させコイルで発生した熱の冷却能を向上させるのが一般的である。しかし、コイルのモールド固定やワニス固定は高コストである。そのため、モールド固定やワニス固定を使用せず、コイルエンド部に油を流す油冷によって、ステータの放熱性を向上させることが検討されている。
【０００５】
しかし、樹脂を用いてコイルそのものを固定しない場合、コイルの固定精度が低下し、コイルががたつく可能性がある。このコイルのがたつきは、漏れ磁束によるコイル渦損を高める要因になる。また、コイルの安定性がないことで、振動による部品の破損や絶縁不良などの問題が発生する可能性がある。
【０００６】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、モールド固定やワニス固定によらずコイルの固定を可能とする、回転電機のステータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る回転電機のステータは、環状に配置されたステータコアと、ステータコアに装着された絶縁部材と、絶縁部材を介在させてステータコアに装着されたコイルと、コイル固定部とを備える。コイル固定部は、コイルをステータコアの内径側から押圧し、コイルを絶縁部材に押し付けて固定する。
【０００８】
上記回転電機のステータにおいて好ましくは、壁部を備える。壁部は、コイルに対しステータコアの内径側に配置され、コイルと離隔して対向する。コイル固定部は、弾性材料により形成されており、コイルと壁部との間に挟持されている。ここで弾性材料とは、材料特性として弾性（すなわち、力を加えると変形するが除荷すれば元の寸法に戻る性質）を有する材料をいう。
【０００９】
上記回転電機のステータにおいて好ましくは、コイル固定部は、ステータコアの周方向に延在するように配置され、ステータコアの軸方向端面と対向して保持されている。
【００１０】
上記回転電機のステータにおいて好ましくは、コイル固定部は、円環形状に形成されている。
【００１１】
上記回転電機のステータにおいて好ましくは、壁部を備える。壁部は、コイルに対しステータコアの内径側に配置され、コイルと離隔して対向する。コイル固定部は、壁部がステータコアの径方向外側へ突起して形成されている。
【００１２】
上記回転電機のステータにおいて好ましくは、ステータコアの軸方向端面を覆い、軸方向端面との間に密閉空間を形成するカバーを備える。コイル固定部は、カバーがステータコアの径方向外側へ突起して形成されている。
【００１３】
上記回転電機のステータにおいて好ましくは、コイル固定部は、略円環形状に形成されており、ばね性を有する。なお、ばね性とは、外力が加えられたとき変形することで内部に弾性エネルギーを蓄え、外力を取り除けば元の形状に戻る性質をいう。
【００１４】
上記回転電機のステータにおいて好ましくは、壁部を備える。壁部は、コイルに対しステータコアの内径側に配置され、コイルと離隔して対向する。壁部は、ステータコアの径方向においてコイル固定部と離隔して配置されている。
【００１５】
本発明に係る回転電機は、回転可能に設けられた回転シャフトと、回転シャフトに固設されたロータと、ロータの周囲に配置された上記のいずれかの局面のステータとを備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の回転電機のステータによると、コイルはコイル固定部によって絶縁部材に押し付けられて固定される。したがって、モールド固定やワニス固定によることなくコイルを固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１の、回転電機が適用されるハイブリッド車両の構成を示す概略図である。
【図２】図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った、ステータの断面図である。
【図３】図２に示すステータの一部を拡大視した拡大断面図である。
【図４】図３に示すＩＶ−ＩＶ線に沿うステータの断面図である。
【図５】図４に示すＶ−Ｖ線に沿うステータの断面図である。
【図６】実施の形態２のステータの断面図である。
【図７】実施の形態３のステータの断面図である。
【図８】実施の形態４のステータの断面図である。
【図９】カバーとリングとの係合部の一例を示す模式図である。
【図１０】カバーとリングとの係合部の他の例を示す模式図である。
【図１１】実施の形態５のステータの断面図である。
【図１２】実施の形態５のコイル固定部の形状を示す模式図である。
【図１３】図１１に示すコイル固定部周辺を拡大して示す模式図である。
【図１４】図１３中の矢印ＸＩＶ方向にコイル固定部を見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１９】
なお、以下に説明する実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下の実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、上記個数などは例示であり、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１の、回転電機１０が適用されるハイブリッド車両（ＨＶ：hybrid vehicle）の構成を示す概略図である。図１に示すように、ハイブリッド車両は、回転電機１０と、回転シャフト３０と、減速機構４０と、ディファレンシャル機構５０と、ドライブシャフト受け部６０とを備える。電動機または発電機としての機能を有する回転電機（モータジェネレータ）１０は、ロータ２０と、ステータ１４０とを含む。
【００２１】
ロータ２０は、回転シャフト３０に組付けられる。回転シャフト３０は、軸受を介在させて、ハイブリッド車両の駆動ユニットのハウジング部に回転可能に支持されている。ロータ２０は、回転シャフト３０に固設され、回転シャフト３０と共に回転可能に設けられている。環状のステータ１４０は、ロータ２０の周囲に配置されており、ロータ２０の外周に設けられている。
【００２２】
ステータ１４０の軸方向端面１７７，１７８は、カバー１３５によって覆われている。カバー１３５は、軸方向端面１７７，１７８との間に、密閉された空間１３６を形成している。ステータ１４０の軸方向端面１７７，１７８には、コイル１８０が装着されている。
【００２３】
コイル１８０は、ステータ１４０の軸方向端面１７７に対して軸方向（図１中に両矢印で示すＤＲ１方向）に突出している、コイルエンド部１８２を有する。コイルエンド部１８２には、端子台１１０が設置されている。端子台１１０は、ステータ１４０の軸方向端部に設置されている。
【００２４】
コイル１８０は、端子台１１０を介在させて、３相ケーブル９０によってＰＣＵ７０と電気的に接続されている。３相ケーブル９０は、Ｕ相ケーブル９１、Ｖ相ケーブル９２およびＷ相ケーブル９３からなる。コイル１８０は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルからなり、これらの３つのコイルの端子に、それぞれ、Ｕ相ケーブル９１、Ｖ相ケーブル９２およびＷ相ケーブル９３が接続されている。またＰＣＵ７０は、給電ケーブルによってバッテリ８０と電気的に接続されている。これにより、バッテリ８０とステータ１４０とが電気的に接続されている。
【００２５】
ロータ２０およびステータ１４０を含む回転電機１０から出力された駆動力は、減速機構４０からディファレンシャル機構５０を経由して、ドライブシャフト受け部６０に伝達される。ドライブシャフト受け部６０に伝達された駆動力は、図示しないドライブシャフトを経由して図示しない駆動輪に回転力として伝達されて、ハイブリッド車両を走行させる。
【００２６】
一方、ハイブリッド車両の回生制動時には、駆動輪は車体の慣性力により回転させられる。駆動輪からの回転力によりドライブシャフト受け部６０、ディファレンシャル機構５０および減速機構４０を経由して、回転電機１０が駆動される。このとき、回転電機１０は、発電機として作動する。回転電機１０により発電された電力は、ＰＣＵ７０内のインバータを経由して、バッテリ８０に蓄えられる。
【００２７】
図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った、ステータ１４０の断面図である。図２に示すように、ステータ１４０は、ロータ２０の周囲を取り囲むように環状に形成されている。ステータ１４０は、断面形状環状の筒状に配置されたステータコア１４１と、このステータコア１４１の外周に装着されたリング１８１と、ステータコア１４１に巻回されて装着された複数のコイル１８０、すなわちＵ相コイル１８０Ｕ，Ｖ相コイル１８０Ｖ，Ｗ相コイル１８０Ｗとを備えている。ステータコア１４１は、圧粉磁心により形成されている。なお、ステータコア１４１は、圧粉磁心に限定されず、たとえば複数の電磁鋼板が積層されて形成されてもよい。
【００２８】
ステータコア１４１は、周方向（図２中に示すＤＲ２方向）に分割された複数の分割ステータコア１７５を有する。各分割ステータコア１７５は、ステータ１４０の周方向に延びる円環状のヨーク部１７６と、このヨーク部１７６からステータ１４０の径方向（図２中に示すＤＲ３方向）内方に向けて突出するステータティース１７１とを備えている。ステータティース１７１は、ステータ１４０の円周方向に沿って等間隔に形成されている。ステータ１４０は、環状に延びるヨーク部本体１７０と、このヨーク部本体１７０の内周面から径方向内方に向けて突出する複数のステータティース１７１とを備えている。
【００２９】
ヨーク部１７６の表面のうち、ステータ１４０の周方向に配列する周方向端面１９０，１９１は、当該分割ステータコア１７５に対してステータ１４０の周方向に隣接する、他の分割ステータコア１７５の周方向端面１９０，１９１と、当接している。そして、各分割ステータコア１７５のヨーク部１７６が周方向に配列されることで、環状のヨーク部本体１７０が構成されている。
【００３０】
分割ステータコア１７５には、ステータティース１７１に巻回されるようにしてコイル１８０が装着されている。コイル１８０は、ステータティース１７１の表面のうち、ステータ１４０の周方向に配列する側面１９３に沿って順次積層するように、順次巻回されている。
【００３１】
コイル１８０と分割ステータコア１７５との間にはインシュレータ１６０が介在しており、インシュレータ１６０によってコイル１８０と分割ステータコア１７５との間の絶縁が確保されている。インシュレータ１６０は、コイル１８０とステータコア１４１（分割ステータコア１７５）との間の絶縁を確保する、絶縁部材の一例である。コイル１８０は、インシュレータ１６０を介在させて、ステータコア１４１のステータティース１７１に装着されている。
【００３２】
環状に配列された分割ステータコア１７５の外周側には、リング１８１が装着されている。リング１８１によって各分割ステータコア１７５が固定され、ステータコア１４１を形成している。
【００３３】
図３は、図２に示すステータ１４０の一部を拡大視した拡大断面図である。図３に示すように、ステータコア１４１の周方向（ＤＲ２方向）において隣り合うステータティース１７１間には、スロットが形成されている。スロットは、ＤＲ２方向に隣接するステータティース１７１の、互いに対向する側面１９３間に形成されている。ステータティース１７１に巻回されるコイル１８０は、このスロット内に収容されている。
【００３４】
コイル１８０は、このコイル１８０の延在方向に対して、垂直な断面形状が方形形状とされており、具体的には、エッジワイズコイル（Edge Width Coil）などの平角線が採用されている。このため、丸線を巻回して形成されるコイルと比較して、スロット内に収容されるコイル１８０の占積率（コイルの断面に占める導体の割合）の向上が図られており、またコイル１８０からの放熱性も優れている。
【００３５】
インシュレータ１６０は、ステータティース１７１を受入れ可能な一対のティース受入部１６１と、このティース受入部１６１の端部に形成され、ヨーク部１７６の内周面１９８に沿って延び、ヨーク部１７６の内周面１９８に支持される張出部１６２とを含む。
【００３６】
このように形成されたインシュレータ１６０には、コイル１８０が巻回されて装着されている。図３に示すように、コイル１８０は、延在方向に対して垂直な断面の形状が方形形状とされた、コイル線２８０を巻回することで構成されている。コイル１８０は、コイル線２８０がステータコア１４１の径方向（ＤＲ３方向）に積層されて形成されている。コイル線２８０は、環状に配置されたステータコア１４１の径方向を積層方向として、ステータティース１７１周囲に巻回されている。
【００３７】
インシュレータ１６０のティース受入部１６１は、コイル１８０の内周と接する。インシュレータ１６０の張出部１６２は、ステータティース１７１周囲に巻回されたコイル１８０の側面と接する。相隣接するコイル１８０間には、コイル１８０をそれぞれ互いに隔てる隙間１８５が形成されており、互いに隣接するコイル１８０が接触せず、隣接するコイル１８０間での短絡発生を抑制する構成となっている。
【００３８】
図４は、図３に示すＩＶ−ＩＶ線に沿うステータ１４０の断面図である。なお図３は、図４中に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿うステータ１４０の断面を示す。図３および図４に示すように、ステータコア１４１の内径側には、内径ガイド部材１３０が配置されている。内径ガイド部材１３０は、絶縁性材料により形成することができる。たとえば、高い耐熱性と絶縁性とを有するＰＰＳ（Polyphenylene Sulfide）に代表される樹脂材料を、内径ガイド部材１３０の材料として用いることができる。
【００３９】
内径ガイド部材１３０は、略筒状の形状に形成されている。ステータティース１７１の表面のうち、ステータ１４０の径方向内側の面である先端面１７２を露出させるように、内径ガイド部材１３０には複数の孔部が形成されている。この孔部が形成されていることにより、ステータコア１４１はロータ２０に対して介在物なく直接対向しており、ステータ１４０とロータ２０との間の磁束の流れを妨げない構成とされている。なお、上記孔部を形成するほか、先端面１７２を覆う薄肉部を内径ガイド部材１３０に形成し、当該薄肉部の厚みをステータ１４０およびロータ２０間の磁束の流れを確保できる程度に薄くする構成としてもよい。
【００４０】
内径ガイド部材１３０は、コイル１８０に対し、ステータコア１４１の内径側に配置されている。コイル線２８０の積層方向であるＤＲ３方向に配列するコイル１８０の端面のうち径方向内側の端面１８８に対して、内径ガイド部材１３０は、ＤＲ３方向において離隔して配置されている。内径ガイド部材１３０は、コイル１８０の内径側の端面１８８と離隔して対向する、壁部としての機能を有している。
【００４１】
内径ガイド部材１３０は、ステータコア１４１に対し、ステータコア１４１の軸方向（ＤＲ１方向）の両側に張り出している。内径ガイド部材１３０は、ステータコア１４１の上側の軸方向端面１７７に対して上方向に張り出し、ステータコア１４１の下側の軸方向端面１７８に対して下方向に張り出すような形状とされている。また、ステータコア１４１の外周に装着されたリング１８１も、ステータコア１４１に対しＤＲ１方向に張り出している。内径ガイド部材１３０およびリング１８１は、ステータコア１４１の軸方向端面１７７，１７８に対してＤＲ１方向に張り出した、張出部を有する。
【００４２】
内径ガイド部材１３０およびリング１８１の張出部には、ステータコア１４１の軸方向端面１７７，１７８を覆うカバー１３５が接合されている。カバー１３５の内面は、内径ガイド部材１３０の径方向内側の面、およびリング１８１の径方向外側の面に対し、液密に接着している。つまり、カバー１３５の内面は、ＤＲ３方向においてコイル１８０から離れる側の内径ガイド部材１３０およびリング１８１の表面と密着しており、そのため、カバー１３５と内径ガイド部材１３０およびリング１８１との間に隙間が形成されず液体を遮断できる一体構造を形成している。カバー１３５、リング１８１および内径ガイド部材１３０は、ステータコア１４１の軸方向端面１７７，１７８との間に、密閉された空間１３６を形成する。
【００４３】
この空間１３６内に冷却油に代表される冷媒を流動させ、コイル１８０のコイルエンド部１８２近傍やステータコア１４１の軸方向端面１７７を油冷することにより、回転電機１０の作動時に発生する熱を除去し、コイル１８０およびステータコア１４１を冷却することができる。コイル１８０がモールド固定やワニス固定されておらず、カバー１３５内部に形成された冷媒通路を流れる冷媒はコイル１８０およびステータコア１４１の表面に直接触れることができるので、ステータ１４０の放熱性を向上することができる。
【００４４】
ステータ１４０冷却のための冷媒が空間１３６内を流動するとき、内径ガイド部材１３０は、ステータ１４０の内径側へ冷媒を漏洩させないためのガイド部材として機能している。また、複数の分割ステータコア１７５を固定するためのリング１８１は、内径ガイド部材１３０と同様にステータコア１４１の軸方向の両側に張り出すように形成されることにより、ステータ１４０冷却のための冷媒が空間１３６内を流動するとき、ステータ１４０の外径側へ冷媒を漏洩させないためのガイド部材として機能している。
【００４５】
図３に示すように、コイル１８０の端面１８８と、内径ガイド部材１３０のコイル１８０に対向する径方向外側の表面との間には、隙間が形成されている。図３中に、この隙間寸法を寸法ｔで示す。ステータコア１４１の軸方向端面１７７，１７８の近傍において、上記隙間の内部には、図４に示すように、コイル固定部１２０が配置されている。実施の形態１のコイル固定部１２０は、内径ガイド部材１３０よりも軟質の樹脂材料に代表される弾性材料、典型的にはゴム系材料などにより形成されている。コイル固定部１２０は、ＤＲ３方向において、コイル１８０と内径ガイド部材１３０との間に挟持されている。
【００４６】
コイル固定部１２０は、ＤＲ３方向における寸法が小さくなるように弾性変形することで、コイル１８０および内径ガイド部材１３０に弾性力を及ぼす。コイル固定部１２０の弾性力がコイル１８０に作用することにより、コイル１８０は、ステータコア１４１の内径側から外径側へ向かって押圧される。コイル１８０は、ステータコア１４１の外径側において、インシュレータ１６０の張出部１６２と接触している。そのため、コイル固定部１２０の弾性力の作用により、コイルエンド部１８２がステータヨーク方向（外径方向）に押し広げられて、コイル１８０はインシュレータ１６０に押し付けられる。
【００４７】
コイル固定部１２０がコイル１８０をインシュレータ１６０の張出部１６２に押し付けることにより、コイル１８０が固定され、コイル１８０のがたつきを抑制できる。したがって、実施の形態１のステータ１４０では、コイル１８０を固定するために高コストなモールド固定やワニス固定を行なう必要がなく、ステータ１４０の製造コストの低減を達成することができる。
【００４８】
また、コイル固定部１２０が弾性材料により形成されているために、コイル１８０の端面１８８と内径ガイド部材１３０との間の隙間寸法の公差を、コイル固定部１２０の弾性変形によって吸収することができる。そのため、上記隙間寸法の公差の許容値をより大きく設定することができ、より容易に公差を達成することができるので、ステータ１４０の生産性を向上させ、製造コストをより低減することができる。
【００４９】
図５は、図４に示すＶ−Ｖ線に沿うステータ１４０の断面図である。図５に示すように、環状に配置されたステータコア１４１の径方向（ＤＲ３方向）において、コイル１８０に対し外径側にはインシュレータ１６０が配置されており、コイル１８０に対し内径側にはコイル１８０と離隔して対向する内径ガイド部材１３０が配置されている。弾性材料により形成されたコイル固定部１２０は、コイル１８０と内径ガイド部材１３０との間に挟持され、コイル１８０を内径側から押圧してインシュレータ１６０に押し付けて固定している。
【００５０】
コイル固定部１２０は、複数の分割ステータコア１７５に対し同数設けられており、ステータコア１４１の周方向（ＤＲ２方向）に延在するように配置されている。コイル固定部１２０は、ステータコア１４１の軸方向（ＤＲ１方向）において、ステータティース１７１を覆うように配置されている。図４に示すように、コイル固定部１２０はステータコア１４１の軸方向端面１７７，１７８と対向するように配置されている。
【００５１】
このようにコイル固定部１２０を配置することで、ＤＲ１方向においてステータティース１７１にコイル固定部１２０を保持させることができる。ＤＲ２方向においてステータティース１７１の設けられていない位置にコイル固定部１２０を配置させた場合、コイル固定部１２０がＤＲ１方向に移動してコイル１８０と内径ガイド部材１３０との間のスペースからコイル固定部１２０が脱落するおそれがある。これに対し、図５に示すように、ステータティース１７１を覆うようにコイル固定部１２０を配置すれば、ステータティース１７１によってコイル固定部１２０のＤＲ１方向への移動を抑制できる。したがって、コイル固定部１２０を確実にコイル１８０と内径ガイド部材１３０との間に挟持させることができる。
【００５２】
また、コイル固定部１２０をＤＲ１方向において保持するための保持手段を別途設ける必要なく、コイル固定部１２０を保持することができるので、ステータ１４０の部品点数の増加を回避し、製造コストの増加を回避することができる。
【００５３】
ここで、カバー１３５は、図４に示すように、ＤＲ１方向においてステータコア１４１の軸方向端面１７７，１７８と離隔して配置され、軸方向端面１７７，１７８に対し略平行に配置されたベース部と、当該ベース部からステータコア１４１側に突出する一対の壁部とを有する。カバー１３５は、ＰＰＳに代表される樹脂材料などの絶縁性材料により形成されており、弾性変形可能に形成されている。カバー１３５は、コイル固定部１２０が内径ガイド部材１３０とコイル１８０との間に配置された後に、壁部を弾性変形させた状態で、内径ガイド部材１３０およびリング１８１を外側から挟み込むように圧入されて、ステータ１４０に取り付けられる。
【００５４】
カバー１３５がステータ１４０に組み付けられた状態で、カバー１３５の一方の壁部は、リング１８１を外径側から内径側に押圧する方向に、リング１８１に弾性力を及ぼす。またカバー１３５の他方の壁部は、内径ガイド部材１３０を内径側から外径側に押圧する方向に、内径ガイド部材１３０に弾性力を及ぼす。内径ガイド部材１３０は、ステータコア１４１に対して上下方向に突出する張出部の先端に、先端部を有している。
【００５５】
壁部がステータコア１４１に対し離隔して配置されたベース部から延びているために、内径ガイド部材１３０の先端部が径方向内側から壁部によって押圧され、当該先端部をコイル１８０により近接させるような曲げ応力が内径ガイド部材１３０に作用する。カバー１３５が内径ガイド部材１３０に対し作用する曲げ応力が、内径ガイド部材１３０を経てコイル固定部１２０へ伝達されることにより、コイル固定部１２０をコイル１８０側へ押し付ける押圧力がより大きくなる。そのため、コイル１８０をより確実に強固に固定することができる。
【００５６】
また、上記曲げ応力の作用によって、コイル固定部１２０をステータコア１４１へ接近させる方向に、内径ガイド部材１３０からコイル固定部１２０に対して力が作用する。これにより、コイル１８０、内径ガイド部材１３０およびステータティース１７１によって、コイル固定部１２０を囲うようにコイル固定部１２０を保持することができるので、コイル固定部１２０がステータコア１４１から脱落することを一層抑制することができる。
【００５７】
図４では、コイル固定部１２０は、ステータコア１４１の軸方向端面１７７，１７８に対し離隔している。コイル固定部１２０は、コイル固定部１２０とステータコア１４１との間に隙間を介在させ、ステータコア１４１と接触しない非接触状態で、ステータコア１４１と対向して保持されている。ただし、この構成に限られるものではなく、コイル固定部１２０がステータコア１４１に接触した接触状態で保持されていても構わない。
【００５８】
図５に示すように、複数のコイル固定部１２０を設け、ステータコア１４１の周方向（ＤＲ２方向）においてコイル固定部１２０間に隙間を形成する構成とすれば、ＤＲ２方向において隣接する複数のコイル固定部１２０間において、冷媒をステータティース１７１の最内径側に直接接触させることができる。つまり、複数のコイル固定部１２０を、ＤＲ２方向において間隔を設けて配置する構成とすることにより、ステータコア１４１の冷却性能を向上させることができるので、ステータコア１４１の過熱をより効率的に抑制できる点で優れている。
【００５９】
（実施の形態２）
図６は、実施の形態２のステータ１４０の断面図であって、図４に示すＶ−Ｖ線に沿ってステータ１４０を断面視した場合の変形例を示す。つまり、図６に示すステータ１４０の断面は、図５に示すステータ１４０の断面に対応する。実施の形態２のステータ１４０は、コイル固定部１２０の構成において、実施の形態１と異なっている。
【００６０】
具体的には、実施の形態１のステータ１４０は、複数設けられた分割ステータコア１７５に対して同数のコイル固定部１２０を有するのに対し、実施の形態２では、ステータ１４０は、円環形状に形成されたコイル固定部１２０を有する。このようにすれば、円環形状の一部材のコイル固定部１２０を内径ガイド部材１３０とコイル１８０との間に嵌め込む簡単な作業によって、コイル固定部１２０を容易に組み付けることができるので、ステータ１４０の生産性を向上させ、ステータ１４０の製造コストを低減できる効果が得られる。
【００６１】
また、ステータコア１４１の周方向においてコイル固定部１２０のずれが発生した場合でも、円環形状に形成された実施の形態２のコイル固定部１２０は、コイル１８０と内径ガイド部材１３０との間に常に挟持された状態を保つことができる。したがって、回転電機１０の作動中に振動が発生しコイル固定部１２０がＤＲ２方向に変位した場合にも、コイル１８０はコイル固定部１２０によりインシュレータ１６０に押し付けられて、確実にコイル１８０を固定することができる。
【００６２】
（実施の形態３）
図７は、実施の形態３のステータ１４０の断面図であって、図３に示すＩＶ−ＩＶ線に沿ってステータ１４０を断面視した場合の変形例を示す。つまり、図７に示すステータ１４０の断面は、図４に示すステータ１４０の断面に対応する。実施の形態３のステータ１４０は、コイル固定部１２０の構成において、実施の形態１と異なっている。
【００６３】
具体的には、実施の形態３のステータ１４０は、内径ガイド部材１３０を備える。内径ガイド部材１３０は、コイル１８０に対しステータコア１４１の内径側に配置され、コイル１８０と離隔して対向する、壁部としての機能を有している。コイル固定部１２０は、内径ガイド部材１３０がステータコア１４１の径方向外側へ突起して形成されている。つまり、図７に示すように、実施の形態３のステータ１４０では、コイル固定部１２０と内径ガイド部材１３０とは一体成形されている。コイル固定部１２０は、内径ガイド部材１３０の径方向の厚みを増加させることにより形成されている。
【００６４】
このようにすれば、樹脂製の一体の部材としてコイル固定部１２０および内径ガイド部材１３０を形成することができ、ステータ１４０の部品点数を削減できる。内径ガイド部材１３０は、たとえば射出成形に代表される樹脂成形加工によって作製することができ、適切な金型を準備することで、追加の製造工程を必要とせずにコイル固定部１２０と内径ガイド部材１３０とを容易に一体成形することができる。また、実施の形態１のステータ１４０に対し、コイル固定部１２０を形成するための弾性材料を必要としないので、追加材料を必要としない。したがって、ステータ１４０の製造コストの増加を回避できる。
【００６５】
内径ガイド部材１３０と一体成形されたコイル固定部１２０によって、コイル１８０をステータコア１４１の内径側から押圧し、コイル１８０をインシュレータ１６０に押し付けることで、簡単にコイル１８０を固定し、コイル１８０のがたつきを抑制することができる。したがって、コイル１８０を固定するために高コストなモールド固定やワニス固定を行なう必要がなく、ステータ１４０の製造コストの低減を達成することができる。
【００６６】
実施の形態１で説明したように、内径ガイド部材１３０およびリング１８１を挟むように、カバー１３５を圧入してステータ１４０に取り付けることで、内径ガイド部材１３０の先端部が径方向内側から壁部によって押圧され、当該先端部をコイル１８０により近接させるような曲げ応力が内径ガイド部材１３０に作用する。カバー１３５が内径ガイド部材１３０に対し作用する曲げ応力によって、コイル固定部１２０をコイル１８０側へ押し付ける押圧力がかかり、コイル１８０の固定が可能になる。
【００６７】
この場合、カバー１３５の一対の壁部のうち、ステータコア１４１の外径側の壁部をリング１８１と嵌め合いができるように成形することにより、カバー１３５の壁部をリング１８１に対し確実に固定することができる。
【００６８】
（実施の形態４）
図８は、実施の形態４のステータ１４０の断面図であって、図３に示すＩＶ−ＩＶ線に沿ってステータ１４０を断面視した場合の他の変形例を示す。つまり、図８に示すステータ１４０の断面は、図４に示すステータ１４０の断面に対応する。実施の形態４のステータ１４０は、コイル固定部１２０の構成において、実施の形態１と異なっている。
【００６９】
具体的には、実施の形態４のステータ１４０は、カバー１３５を備える。カバー１３５は、ステータコア１４１の軸方向端面１７７を覆い、軸方向端面１７７との間に密閉された空間１３６を形成する。コイル固定部１２０は、カバー１３５がステータコア１４１の径方向外側へ突起して形成されている。つまり、図８に示すように、実施の形態４のステータ１４０では、コイル固定部１２０とカバー１３５とは一体成形されている。コイル固定部１２０は、カバー１３５の径方向の厚みを増加させることにより形成されている。
【００７０】
このようにすれば、樹脂製の一体の部材としてコイル固定部１２０およびカバー１３５を形成することができ、ステータ１４０の部品点数を削減できる。カバー１３５は、たとえば射出成形に代表される樹脂成形加工によって作製することができ、適切な金型を準備することで、追加の製造工程を必要とせずにコイル固定部１２０とカバー１３５とを容易に一体成形することができる。また、実施の形態１のステータ１４０に対し、コイル固定部１２０を形成するための弾性材料を必要としないので、追加材料を必要としない。したがって、ステータ１４０の製造コストの増加を回避できる。
【００７１】
カバー１３５と一体成形されたコイル固定部１２０によって、コイル１８０をステータコア１４１の内径側から押圧し、コイル１８０をインシュレータ１６０に押し付けることで、簡単にコイル１８０を固定し、コイル１８０のがたつきを抑制することができる。したがって、コイル１８０を固定するために高コストなモールド固定やワニス固定を行なう必要がなく、ステータ１４０の製造コストの低減を達成することができる。
【００７２】
図８に示す実施の形態４のステータ１４０では、実施の形態１で説明した内径ガイド部材１３０が設けられておらず、内径ガイド部材１３０とカバー１３５とが一体化されている。カバー１３５の一対の壁部のうち、ステータコア１４１の内径側の壁部をコイル１８０と離隔して対向するように配置し、この内径側の壁部にコイル固定部１２０を形成する。また、ステータコア１４１の外径側の壁部をリング１８１に係合させることによりカバー１３５を組み付け、カバー１３５とステータコア１４１の軸方向端面１７７との間に密閉された空間１３６が形成されるように、カバー１３５を形成する。このようにすれば、カバー１３５の内側に冷媒の流路となる空間１３６を形成すると同時に、コイル１８０の固定を行なうことができる。
【００７３】
カバー１３５の外径側の壁部がリング１８１に係合されるため、効果的にリング１８１に係合されるような構造を有するカバー１３５を作製するのが望ましい。図９は、カバー１３５とリング１８１との係合部の一例を示す模式図である。図１０は、カバー１３５とリング１８１との係合部の他の例を示す模式図である。図９および図１０では、図８中に示す領域Ａが拡大されて、カバー１３５とリング１８１との係合部の構成が図示されている。
【００７４】
図９に示す係合部の構成では、カバー１３５の先端に爪部１３７が形成されている。リング１８１の先端には、爪部１３７と係合可能な形状の爪部１８６が形成されている。このようにすれば、カバー１３５を圧入するとき爪部１３７を爪部１８６に引っ掛けることにより、カバー１３５をリング１８１に固定することができる。したがって、カバー１３５とリング１８１との固定のために他の部品を必要とせず、カバー１３５を容易にリング１８１に組み付けることができる。また、爪部１３７，１８６によって段差が形成されるので、冷媒の流路を形成する空間１３６からステータコア１４１の外径側への冷媒の漏洩を抑制することができる。
【００７５】
図１０に示す係合部の構成では、リング１８１の先端の外周面に、凹凸部１８７が形成されている。カバー１３５を圧入するとき、カバー１３５の内周面１３８が凹凸部１８７に対し摺動して、カバー１３５とリング１８１との間に発生する摩擦力の作用により、カバー１３５をリング１８１に固定することができる。したがって、カバー１３５とリング１８１との固定のために他の部品を必要とせず、カバー１３５を容易にリング１８１に組み付けることができる。また、内周面１３８および凹凸部１８７によってラビリンス構造が形成されるので、冷媒の流路を形成する空間１３６からステータコア１４１の外径側への冷媒の漏洩を抑制することができる。
【００７６】
（実施の形態５）
図１１は、実施の形態５のステータ１４０の断面図であって、図３に示すＩＶ−ＩＶ線に沿ってステータ１４０を断面視した場合のさらに他の変形例を示す。つまり、図１１に示すステータ１４０の断面は、図４に示すステータ１４０の断面に対応する。図１２は、実施の形態５のコイル固定部１２０の形状を示す模式図である。実施の形態５のステータ１４０は、コイル固定部１２０の構成において、実施の形態１と異なっている。
【００７７】
具体的には、図１２に示すように、コイル固定部１２０は、略円環形状に形成されている。リング状のコイル固定部１２０の一部が径方向に切断されており、切断部１２１を形成している。このような形状に形成されたコイル固定部１２０は、ばね性を有している。
【００７８】
このコイル固定部１２０に外力を加え、コイル固定部１２０の径が小さくなるように弾性変形させた状態で、コイル１８０の端面１８８の内径側へ配置する。その後コイル固定部１２０に加えられていた外力を除去すると、コイル固定部１２０が元の形状に戻ろうとするスプリングバックの作用により、コイル固定部１２０は拡径する。このときコイル固定部１２０は、コイル１８０の端面１８８に接触して、コイル１８０に対しステータコア１４１の内径側から押圧する押圧力を作用する。この押圧力によって、コイル１８０は、外側に押し広げられ、インシュレータ１６０に押し付けられて固定される。
【００７９】
このようにすれば、ばね性を有するコイル固定部１２０によって、コイル１８０をステータコア１４１の内径側から押圧し、コイル１８０をインシュレータ１６０に押し付けることで、簡単にコイル１８０を固定し、コイル１８０のがたつきを抑制することができる。したがって、コイル１８０を固定するために高コストなモールド固定やワニス固定を行なう必要がなく、ステータ１４０の製造コストの低減を達成することができる。
【００８０】
コイル固定部１２０は、たとえばＰＰＳに代表される樹脂材料などの弾性材料で形成することができる。または、渦電流の発生を防止できる非磁性体の金属材料、たとえばアルミニウムをコイル固定部１２０の材料として用い、ばね座金形状にコイル固定部を形成することにより、コイル固定部１２０にばね性を持たせることもできる。任意の材料をばね座金形状に成形してコイル固定部１２０を形成することにより、コイル固定部１２０の寸法を細かく規定する必要がなく、容易にコイル固定部１２０を作製することができる。
【００８１】
図１３は、図１１に示すコイル固定部１２０周辺を拡大して示す模式図である。図１４は、図１３中の矢印ＸＩＶ方向にコイル固定部１２０を見た平面図である。図１１，図１３および図１４に示すように、ステータ１４０は、内径ガイド部材１３０を備える。内径ガイド部材１３０は、コイル１８０に対しステータコア１４１の内径側に配置され、コイル１８０と離隔して対向する、壁部としての機能を有している。ステータコア１４１の径方向において、内径ガイド部材１３０はコイル固定部１２０と離隔して配置されており、内径ガイド部材１３０とコイル固定部１２０との間に隙間１２２が形成されている。図１３および図１４中に示す矢印１２３は、冷媒の流れを示している。
【００８２】
ステータコア１４１において最も冷却が必要になるのは、ロータ２０に最も近接して配置される最内径側である。上記のように、コイル固定部１２０と内径ガイド部材１３０との間に隙間１２２を形成することにより、隙間１２２においてステータコア１４１のステータティース１７１の最内径側が露出している。このように形成されたステータ１４０では、矢印１２３に示すように冷媒を隙間１２２に流動させることができるので、ステータティース１７１の最内径側に冷媒を直接接触させて、効率よくステータティース１７１を冷却することができる。つまり、ステータ１４０の放熱性を一層向上させることができる。
【００８３】
なお、実施の形態１〜５の説明においては、ステータ１４０はカバー１３５を備えており、カバー１３５の内部に冷媒の流路となる密閉された空間１３６が形成される例について説明したが、本発明はこの構成に限られるものではない。つまり、回転電機１０の容量が小さい場合、コイル１８０またはステータ１４０で発生する熱は小さい。この場合、コイル１８０またはステータ１４０を冷却油を用いて油冷せずとも、空冷によって十分放熱できるのであれば、冷媒流路を形成するためのカバー１３５を備えていなくてもよい。
【００８４】
また、コイル１８０に対しステータコア１４１の内径側に配置されており、コイル１８０との間にコイル固定部１２０を挟持する、またはコイル固定部１２０が一体成形される壁部は、内径ガイド部材１３０に限られない。コイル１８０の内径側においてコイル１８０と離隔して対向するように設けられていれば、壁部はどのような部材により構成されていても構わない。
【００８５】
また、実施の形態１〜５の説明においては、ステータコア１４１は複数の分割ステータコア１７５を有し、分割ステータコア１７５がリング１８１によって一体に組み付けられている構成について説明したが、この構成に限られない。ステータコア１４１を圧粉磁心によって一体成形して、ステータコア１４１がステータ１４０の周方向に分割されていない形状とすることも可能である。この場合、リング１８１を設ける必要はない。
【００８６】
また、実施の形態１〜５の説明においては、ハイブリッド車両に搭載され、車輪を駆動する駆動源およびエンジンなどの動力によって発電する発電機として機能する回転電機について説明したが、本発明の回転電機は、燃料電池車や電気自動車などに搭載され、車輪を駆動する駆動源として利用されることも可能である。
【００８７】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、ハイブリッド車両および電気自動車などに搭載され、発電機や駆動源として使用される、車両に搭載される回転電機のステータとして好適に用いられ得る。
【符号の説明】
【００８９】
１０  回転電機、２０  ロータ、３０  回転シャフト、１２０  コイル固定部、１２１  切断部、１２２  隙間、１３０  内径ガイド部材、１３５  カバー、１３６  空間、１３７，１８６  爪部、１３８  内周面、１４０  ステータ、１４１  ステータコア、１６０  インシュレータ、１７１  ステータティース、１７２  先端面、１７５  分割ステータコア、１７６  ヨーク部、１７７，１７８  軸方向端面、１８０  コイル、１８１  リング、１８２  コイルエンド部、１８５  隙間、１８７  凹凸部、１８８  端面、１９３  側面、１９８  内周面、２８０  コイル線。
【図１】
2010213543.tif 000003
【図２】
2010213543.tif 000004
【図３】
2010213543.tif 000005
【図４】
2010213543.tif 000006
【図５】
2010213543.tif 000007
【図６】
2010213543.tif 000008
【図７】
2010213543.tif 000009
【図８】
2010213543.tif 000010
【図９】
2010213543.tif 000011
【図１０】
2010213543.tif 000012
【図１１】
2010213543.tif 000013
【図１２】
2010213543.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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