(57)【要約】【課題】両コイルエンドの冷却を均一化することによって冷却性能を向上し得るようにした回転電機の固定子およびその製造方法を提供する。【解決手段】固定子５０は、周方向に複数のスロット６１を有する円環状の固定子コア６０と、周方向の異なるスロット６１に収容されるスロット収容部８１とスロット６１の外部でスロット収容部８１同士を接続しているターン部８２とを有する複数の波形導線８０を固定子コア６０に組み付けてなる固定子巻線７０とを備える。波形導線８０のターン部８２は、固定子コア６０から軸方向外方へ最も離れた頂部８３に、固定子コア６０の中心軸Ｐから径方向に延びる直線Ｌ１に対して周方向に傾斜した渡り部８４ａを含んでなるクランク部８４を有する。固定子コア６０の軸方向一端側に位置する渡り部８４ａの傾斜方向と軸方向他端側に位置する渡り部８４ａの傾斜方向とを同一にする。【選択図】図８
2010115031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に複数のスロットを有する円環状の固定子コアと、
周方向の異なる前記スロットに収容されるスロット収容部と前記スロットの外部で前記スロット収容部同士を接続しているターン部とを有する複数の波形導線を前記固定子コアに組み付けてなる固定子巻線と、
を備えた回転電機の固定子であって、
前記波形導線の前記ターン部は、前記固定子コアから軸方向外方へ最も離れた頂部に、前記固定子コアの中心軸から径方向に延びる直線に対して周方向に傾斜した渡り部を有し、且つ、前記固定子コアの軸方向一端側に位置する前記渡り部の傾斜方向と軸方向他端側に位置する前記渡り部の傾斜方向が同一であることを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
前記渡り部の傾斜角度は、前記固定子コアの内周側に位置する前記渡り部よりも外周側に位置する前記渡り部の方が内周側から外周側に向かうに連れて大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
【請求項３】
同一円周上に位置する各前記渡り部は、傾斜角度が同一にされていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機の固定子。
【請求項４】
前記ターン部は、前記固定子コアの端面に平行な段部を前記固定子コアの軸方向に複数有する階段形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
【請求項５】
前記波形導線は、断面形状が矩形状の導体部と、該導体部の外周を覆う絶縁被膜部とからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
【請求項６】
前記固定子巻線は、複数の前記波形導線を積み重ねて帯状に形成した導線集積体を渦巻き状に巻くことによりドーナツ状に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
【請求項７】
前記固定子巻線は、複数の前記波形導線を積み重ねて帯状に形成した導線集積体を所定の曲げ率で巻いて曲げ率の異なる複数の円筒状集積体を作製し、それら円筒状集積体を径方向に重ね合わせることによりドーナツ状に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の回転電機の固定子の製造方法であって、
前記渡り部を含んでなる前記クランク部を前記ターン部に形成して波形導線を作製する波形導線作製工程と、
複数の前記波形導線を積み重ねて帯状の導線集積体を作製する導線集積体作製工程と、
前記導線集積体を渦巻き状に巻くことによりドーナツ状の前記固定子巻線を作製する固定子巻線作製工程と、
前記固定子巻線に対して前記固定子コアを組み付ける組付工程と、
を有することを特徴とする回転電機の固定子の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜５、７のいずれか一項に記載の回転電機の固定子の製造方法であって、
前記渡り部を含んでなる前記クランク部を前記ターン部に形成して波形導線を作製する波形導線作製工程と、
複数の前記波形導線を積み重ねて帯状の導線集積体を作製する導線集積体作製工程と、
前記導線集積体を所定の曲げ率で巻いて曲げ率の異なる複数の円筒状集積体を作製する円筒状集積体作製工程と、
前記円筒状集積体を径方向に重ね合わせることによりドーナツ状の前記固定子巻線を作製する固定子巻線作製工程と、
前記固定子巻線に対して前記固定子コアを組み付ける組付工程と、
を有することを特徴とする回転電機の固定子の製造方法。
【請求項１０】
前記波形導線作製工程において形成される前記渡り部は、前記波形導線の長手方向に延びる中心軸線に対して同一方向に傾斜していることを特徴とする請求項８または９に記載の回転電機の固定子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両において電動機や発電機として用いられる回転電機の固定子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電動機や発電機として用いられる回転電機は、ハウジングに回転自在に支承される回転軸に固定された回転子と、ハウジングの内部で回転子を包囲する位置でハウジングに固定された固定子とを備えている。そして、固定子は、複数のスロットを有する円環状の固定子コアと、周方向の異なるスロットに収容されるスロット収容部とスロットの外部でスロット収容部同士を接続しているターン部とを有する複数の導線を固定子コアに組み付けてなる固定子巻線とを備えている。
【０００３】
ところで、固定子巻線を製造する一方法として、特許文献１に開示されたものが知られている。特許文献１には、三角波形状に形成した一の導線に対して他の導線をその軸周りに回転させるとともに、それらの重なりが増加するように一の導線方向に進めることによって、所定数の導線が編み込まれた帯状の導線集積体を製造する方法が開示されている。この方法により得られた帯状の導線集積体は、渦巻き状に巻くことによりドーナツ状の固定子巻線とされる。そして、この固定子巻線に対して、周方向に分割形成された円環状の固定子コアが組み付けられることにより固定子とされる。
【０００４】
なお、上記のようにして作製された固定子は、固定子巻線の軸方向両端部分（各導線のターン部）が固定子コアの軸方向両端面から外方へそれぞれ突出した状態となっている（以下、この突出部分を「コイルエンド」という。）。各コイルエンドの軸方向端面は、各導線のターン部が三角山形状に形成されていることから、ターン部が延びる方向において凹凸状になっている。また、径方向に隣接するターン部の頂部（固定子コアから最も離れた部位）は、固定子に設けられた隣り合うスロット間の距離だけ周方向に離間しているので、径方向に隣接するターン部の各頂部が連なることによって、内周側から外周側へ湾曲して延びる突条部が形成されるとともに、隣り合う突条部の間には凹溝が形成される。
【特許文献１】特開２００４−１０４８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような回転電機では、固定子巻線に流れる電流により固定子巻線の温度が高くなると、電気抵抗値が大きくなり性能が低下するため、固定子巻線に供給される例えばＡＴＦ等の冷媒で固定子コアや固定子巻線を冷却するようにしている。この場合、供給された冷媒は、固定子コアや固定子巻線の表面を流通することによってそれらを冷却する。なお、図１８に示すように、固定子巻線７０Ａのコイルエンドの端面を流通する冷媒は、回転子の回転に伴って固定子コア６０Ａの内周側から外周側へ流れる。
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された製造方法（複数の導線を軸回りに相対回転させて編み込む方法）により製造された帯状の導線集積体を用いて固定子巻線が作製されている場合には、両コイルエンドの軸方向端面の凹凸形状が軸直角面に対して対称になっていないため、コイルエンドの端面を流通する冷媒の流れが両コイルエンドにおいて不均一となる。
【０００７】
即ち、一方のコイルエンドにおいては、図１９（Ａ）に示すように、各ターン部の各頂部が連なることによって形成される突条部の延びる方向が、回転子４０Ａの回転方向（矢印ｂ方向）に沿う方向となっているので、冷媒が突条部に沿って内周側から外周側へ円滑に流通し、コイルエンド全体が十分に冷却される。
【０００８】
これに対して、他方のコイルエンドにおいては、図１９（Ｂ）に示すように、各ターン部の各頂部が連なることによって形成される突条部は、回転子４０Ａの回転方向（矢印ｂ方向）と斜めに対向して冷媒の流れを阻害するような方向に延びていることから、冷媒がコイルエンド端面上を均一に拡がるように流通しなくなるため冷却むらが発生する。よって、他方のコイルエンドの冷却が不十分となり、両コイルエンドの冷却が一方と他方で不均一となる。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、両コイルエンドの冷却を均一化することによって冷却性能を向上し得るようにした回転電機の固定子およびその製造方法を提供することを解決すべき課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記課題を解決するのに適した各手段について、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。
【００１１】
１．回転電機の固定子は、
周方向に複数のスロットを有する円環状の固定子コアと、
周方向の異なる前記スロットに収容されるスロット収容部と前記スロットの外部で前記スロット収容部同士を接続しているターン部とを有する複数の波形導線を前記固定子コアに組み付けてなる固定子巻線と、
を備えた回転電機の固定子であって、
前記波形導線の前記ターン部は、前記固定子コアから軸方向外方へ最も離れた頂部に、前記固定子コアの中心軸から径方向に延びる直線に対して周方向に傾斜した渡り部を有し、且つ、前記固定子コアの軸方向一端側に位置する前記渡り部の傾斜方向と軸方向他端側に位置する前記渡り部の傾斜方向が同一であることを特徴としている。
【００１２】
手段１によれば、固定子コアの軸方向一端側に位置する渡り部の傾斜方向と軸方向他端側に位置する渡り部の傾斜方向が同一にされているので、固定子巻線の軸方向両端に形成される両コイルエンドにおいて、冷媒が各ターン部の頂部に設けられた渡り部を含むクランク部を伝って流通し、両コイルエンドを均等に冷却する。これにより、両コイルエンドの冷却を均一化することができるので、冷却性能の向上を図ることができる。
【００１３】
２．手段１に記載の回転電機の固定子において、前記渡り部の傾斜角度は、前記固定子コアの内周側に位置する前記渡り部よりも外周側に位置する前記渡り部の方が内周側から外周側に向かうに連れて大きくなっていることを特徴としている。
【００１４】
手段２によれば、径方向に隣接するターン部の各頂部が連なることによって、内周側から外周側へ緩やかに湾曲して延びる突条部が形成される。これにより、突条部が内周側から外周側に向かうにつれて周方向に延びる方向と回転子の回転方向が同じになる場合には、冷媒が突条部に沿って内周側から外周側へ円滑に流通するので、冷却性能の向上を図ることができる。なお、突条部が内周側から外周側に向かうにつれて周方向に延びる方向と回転子の回転方向が逆になる場合には、突条部によって冷媒の流通が阻害されるが、両コイルエンドの冷却の均一性は保持される。
【００１５】
３．手段１または２に記載の回転電機の固定子において、同一円周上に位置する各前記渡り部は、傾斜角度が同一にされていることを特徴としている。
【００１６】
手段３によれば、コイルエンドの軸方向端面において、周方向における冷却の均一化を図ることができる。
【００１７】
４．手段１〜３のいずれか一つに記載の回転電機の固定子において、前記ターン部は、前記固定子コアの端面に平行な段部を前記固定子コアの軸方向に複数有する階段形状に形成されていることを特徴としている。
【００１８】
手段４によれば、複数の段部が設けられていることによって、固定子コアの端面から突出しているターン部の突出高さを低くすることができる。
【００１９】
５．手段１〜４のいずれか一つに記載の回転電機の固定子において、前記波形導線は、断面形状が矩形状の導体部と、該導体部の外周を覆う絶縁被膜部とからなることを特徴としている。
【００２０】
手段５によれば、断面形状が矩形状の導体部を有する波形導線を用いることで、ターン部をより密な状態に配置することができる。
【００２１】
６．手段１〜５のいずれか一つに記載の回転電機の固定子において、前記固定子巻線は、複数の前記波形導線を積み重ねて帯状に形成した導線集積体を渦巻き状に巻くことによりドーナツ状に形成されていることを特徴としている。
【００２２】
手段６によれば、固定子巻線が一つの導線集積体により連続した状態に形成されているため、複数の導線集積体を接続して固定子巻線が形成されている場合に比べて、接続するための接続代が低減するので、固定子巻線の小型化が可能となる。
【００２３】
７．手段１〜５のいずれか一つに記載の回転電機の固定子において、前記固定子巻線は、複数の前記波形導線を積み重ねて帯状に形成した導線集積体を所定の曲げ率で巻いて曲げ率の異なる複数の円筒状集積体を作製し、それら円筒状集積体を径方向に重ね合わせることによりドーナツ状に形成されていることを特徴としている。
【００２４】
手段７によれば、円筒状集積体の大きさ（周方向長さ）に応じて短い長さの波形導線を用いることができるので、波形導線の作製時（成形時）における導線の扱いが容易になり作業性が向上する。
【００２５】
８．手段１〜６のいずれか一つに記載の回転電機の固定子の製造方法であって、
前記渡り部を含んでなる前記クランク部を前記ターン部に形成して波形導線を作製する波形導線作製工程と、
複数の前記波形導線を積み重ねて帯状の導線集積体を作製する導線集積体作製工程と、
前記導線集積体を渦巻き状に巻くことによりドーナツ状の前記固定子巻線を作製する固定子巻線作製工程と、
前記固定子巻線に対して前記固定子コアを組み付ける組付工程と、
を有することを特徴としている。
【００２６】
手段８によれば、一つの導線集積体により連続した状態に形成された固定子巻線を作製することができるため、複数の導線集積体を接続して固定子巻線を作製する場合に比べて、接続するための接続代が低減するので、固定子巻線の小型化が可能となる。
【００２７】
９．手段１〜５、７のいずれか一つに記載の回転電機の固定子の製造方法であって、
前記渡り部を含んでなる前記クランク部を前記ターン部に形成して波形導線を作製する波形導線作製工程と、
複数の前記波形導線を積み重ねて帯状の導線集積体を作製する導線集積体作製工程と、
前記導線集積体を所定の曲げ率で巻いて曲げ率の異なる複数の円筒状集積体を作製する円筒状集積体作製工程と、
前記円筒状集積体を径方向に重ね合わせることによりドーナツ状の前記固定子巻線を作製する固定子巻線作製工程と、
前記固定子巻線に対して前記固定子コアを組み付ける組付工程と、
を有することを特徴としている。
【００２８】
手段９によれば、手段８のように導線集積体を渦巻き状に巻くことにより固定子巻線を作製する場合に比べて、円筒状集積体の大きさ（周方向長さ）に応じた短い長さの波形導線を用いることができるため、波形導線作製工程における導線の扱いが容易になり作業性が向上する。
【００２９】
１０．手段８または９に記載の回転電機の固定子の製造方法において、前記波形導線作製工程において形成される各前記渡り部は、前記波形導線の長手方向に延びる中心軸線に対して同一方向に傾斜していることを特徴としている。
【００３０】
手段１０によれば、完成した固定子において、固定子コアの軸方向一端側に位置する渡り部の傾斜方向と軸方向他端側に位置する渡り部の傾斜方向が同一になるようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の回転電機の固定子を具体化した各実施形態について図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００３２】
〔実施形態１〕
図１は本実施形態に係る固定子を適用した回転電機の断面図である。本実施形態に係る回転電機１００は、図１に示すように、略有底筒状の一対のハウジング部材２１、２２とが開口部同士で接合されてなるハウジング２０と、ハウジング２０に軸受け３１、３２を介して回転自在に支承される回転軸３０に固定された回転子４０と、ハウジング２０の内部で回転子４０を包囲する位置でハウジング２０に固定された固定子５０と、を備えている。
【００３３】
また、回転電機１００は、ハウジング２０の内部と外部を連通し、冷却用の冷媒が吐出する吐出口２３ａが先端部に開口した管路２３をハウジング部材２２に貫通した状態で備えた冷媒供給手段を有する。吐出口２３ａは、ハウジング２０内に収容された固定子５０の固定子巻線７０のコイルエンドの鉛直上方に開口している。なお、吐出口２３ａから吐出した冷却用冷媒を回収するための手段および回収された冷却用冷媒を冷媒供給手段に供給して循環させる回収手段（図示せず）が設けられている。また、冷却用冷媒として、本実施形態ではＡＴＦを用いているが、従来の回転電機において使用される冷媒を用いてもよい。
【００３４】
回転子４０は、永久磁石により周方向に交互に異なる磁極を、固定子５０の内周側と向き合う外周側に複数形成している。回転子４０の磁極の数は、回転電機により異なるため限定されるものではない。本実施形態では、８極（Ｎ極：４、Ｓ極：４）の回転子が用いられている。
【００３５】
そして、本実施形態の固定子５０は、図２に示すように、固定子コア６０と、複数の波形導線８０から形成される三相の固定子巻線７０と、を備えている。なお、固定子コア６０と固定子巻線７０との間には、絶縁紙を配してもよい。
【００３６】
固定子コア６０は、図３に示すように、内周に複数のスロット６１が形成された円環状を呈している。複数のスロット６１は、その深さ方向が径方向と一致するように形成されている。固定子コア６０に形成されたスロット６１の数は、回転子４０の磁極数に対し、固定子巻線７０の一相あたり２個の割合で形成されている。本実施形態では、８×３×２＝４８より、スロット数は４８個とされている。
【００３７】
固定子コア６０は、図４に示す分割コア６２を所定の数（本実施形態では２４個）を周方向に連結して形成されている。分割コア６２は、一つのスロット６１を区画するとともに、周方向で隣接する分割コア６２との間で一つのスロット６１を区画する形状を呈している。具体的には、分割コア６２は、径方向内方に伸びる一対のティース部６３と、ティース部６３を径方向外方で連結するバックコア部６４とを有している。
【００３８】
固定子コア６０を構成する分割コア６２は、複数枚の電磁鋼板を積層させて形成されている。積層された電磁鋼板の間には、絶縁薄膜が配置されている。分割コア６２は、この電磁鋼板の積層体からだけでなく、従来公知の金属薄板および絶縁薄膜を用いて形成してもよい。
【００３９】
固定子巻線７０は、波形に成形した波形導線８０（図５参照）を所定の状態に積み重ねて帯状に形成した導線集積体７１（図１４（Ｃ）参照）を渦巻き状に巻くことによりドーナツ状に形成されている。なお、導線集積体７１等の製造方法についは、後で詳しく説明する。
【００４０】
固定子巻線７０を構成する波形導線８０は、図９（Ａ）に示すように、銅製の導体８７と、導体８７の外周を覆い導体８７を絶縁する内層８８ａ及び外層８８ｂからなる絶縁被膜８８とから形成されている。内層８８ａおよび外層８８ｂを合わせた絶縁被膜８８の厚みは、１００μｍ〜２００μｍの間に設定されている。このように、内層８８ａおよび外層８８ｂからなる絶縁被膜８８の厚みが厚いので、波形導線８０同士を絶縁するために波形導線８０同士の間に絶縁紙等を挟み込む必要がなくなっているが、波形導線８０同士の間あるいは固定子コア６０と固定子巻線７０との間に絶縁紙を配設してもよい。
【００４１】
外層８８ｂはナイロン等の絶縁材、内層８８ａは外層８８ｂよりもガラス転移温度の高い熱可塑性樹脂またはポリアミドイミド等の絶縁材で形成されている。これにより、回転電機１００に発生する熱により外層８８ｂは内層８８ａよりも早く軟化するので、同じスロット６１に設置されている波形導線８０同士が外層８８ｂ同士で熱接着する。その結果、同じスロット６１に設置されている複数の波形導線８０が一体化し波形導線８同士が剛体化するので、スロット６１内の波形導線８０の機械的強度が向上する。また、過剰な振動が発生しても、内層８８ａと波形導線８０の接着箇所よりも内層８８ａと外層８８ｂとの接着箇所が先に剥離するので、内層８８ａと波形導線８０との接着を維持し絶縁を確保できる。 
【００４２】
さらに、波形導線８０は、図９（Ｂ）に示すように、内層８８ａおよび外層８８ｂからなる絶縁被膜８８の外周をエポキシ樹脂等からなる融着材８９で被覆してもよい。これにより、回転電機１００に発生する熱により融着材８９は絶縁被膜８８よりも早く溶融するので、同じスロット６１に設置されている複数の波形導線８０同士が融着材８９同士により熱接着する。その結果、同じスロット６１に設置されている複数の波形導線８０が一体化し波形導線８０同士が鋼体化することで、スロット６１の波形導線８０の機械的強度が向上する。なお、絶縁被膜８８には、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）よりなる被膜を用いてもよい。
【００４３】
波形導線８０は、図５に示すように、長手方向に沿って並列配置され固定子コア６０のスロット６１に設置されるスロット収容部８１と、スロット６１から突出して隣り合うスロット収容部８１の一端部同士および他端部同士をそれぞれ接続するターン部８２とを有する波形に形成されている。この波形導線８０は、固定子コア６０に波巻されることにより固定子巻線７０を形成している。
【００４４】
ターン部８２の中央部には、図５および図６に示すように、固定子コア６０の端面から軸方向外方へ最も離れた部位となる頂部８３が形成されている。この頂部８３は、固定子コアの端面と平行な方向に延びている。この頂部８３には、図８に示すように、固定子コア６０の中心軸Ｐから頂部８３の中心を通って径方向に延びる直線Ｌ１に対して周方向に傾斜した渡り部８４ａを含んでなるクランク部８４が形成されている。
【００４５】
渡り部８４ａの傾斜角度θは、固定子コア６０の内周側に位置する渡り部８４ａよりも外周側に位置する渡り部８４ａの方が内周側から外周側に向かうに連れて緩やかに大きくなっている。これにより、径方向に隣接するターン部８２の各頂部８３が連なることによって、固定子コア６０の内周側から外周側へ向かって緩やかに湾曲して延びる突条部が形成される。これにより、突条部が内周側から外周側に向かうに連れて周方向に延びる方向と回転子４０の回転方向が同じになる場合には、固定子コア６０の内周側から外周側へ供給される冷媒が突条部に沿って内周側から外周側へ円滑に流通するので、冷却性能の向上を図ることができる。
【００４６】
なお、本実施形態の波形導線８０は、図５に示すように直線状にした場合、波形導線８０の長手方向に延びる中心軸線Ｌ２に対して、渡り部８４ａが同一方向に傾斜するように形成されている。即ち、この波形導線８０は、図５（Ｂ）において上方側のターン部８２の頂部８３に設けられたクランク部８４の渡り部８４ａと、下方側のターン部８２の頂部８３に設けられたクランク部８４の渡り部８４ａが、中心軸線Ｌ２に対して同一方向に傾斜するように形成されている（図５（Ａ）（Ｃ）参照）。
【００４７】
これに対して、特許文献１に開示された製造方法（複数の導線を軸回りに相対回転させて編み込む方法）により帯状の導線集積体を作製する場合には、参考例として図７に示すような波形導線９０が用いられる。この波形導線９０は、図７（Ｂ）において上方側のターン部９２の頂部９３に形成されたクランク部９４の渡り部９４ａと、下方側のターン部９２の頂部９３に形成されたクランク部９４の渡り部９４ａが、波形導線９０の長手方向に延びる中心軸線Ｌ３に対して互いに反対方向に傾斜するように形成されている点（図７（Ａ）（Ｃ）参照）で、波形導線８０と顕著に異なる。
【００４８】
クランク部８４は、固定子コア６０の端面に沿ってクランク形状に形成されている。クランク部８４の渡り部８４ａによる径方向へのずれ量は、波形導線８０の略幅分である。これにより、固定子巻線において、径方向に隣接しているターン部８２同士を密に配置することができる。その結果、コイルエンドの径方向の幅が小さくなるので、固定子巻線７０が径方向外側に張り出すことを防止する。
【００４９】
また、スロット６１から固定子コア６０の外に突出するターン部８２の突出箇所に、波形導線８０がまたがって設置されているスロット同士に向けて固定子コア６０の軸方向両側の端面に沿って段部８５が形成されている。これにより、スロット６１から突出している波形導線８０のターン部８２の突出箇所の間隔、言い換えればターン部８２が形成する三角形状部分の底辺の長さは、波形導線８０がまたがって設置されているスロット６１同士の間隔よりも狭くなっている。その結果、コイルエンドの高さ（軸方向長さ）が低くなる。
【００５０】
また、固定子コア６０の端面に沿った段部８５の長さをｄ１、周方向に隣接するスロット同士の間隔をｄ２とすると、ｄ１≦ｄ２になっている。これにより、波形導線８０のク段部８５が周方向に隣り合うスロットから突出する波形導線８０と干渉することを防止できる。これにより、周方向に隣接するスロット６１から突出する波形導線８０同士が互いに干渉することを避けるために、コイルエンドの高さが高くなったり、あるいはコイルエンドの径方向の幅が大きくなったりすることを防止できる。その結果、コイルエンドの高さが低くなる。さらに、コイルエンドの径方向の幅が小さくなるので、固定子巻線７０が径方向外側に張り出すことを防止する。
【００５１】
さらに、波形導線８０には、ターン部８２の中央部の頂部８３と、ターン部８２の突出箇所に形成した段部８５との間に、それぞれ２個の段部８６が形成されている。つまり、固定子コア６０の一方の軸方向端面側の波形導線８０のターン部８２には、合計６個の段部８５、８６と１個の頂部８３（クランク部８４を含む）が形成されている。これにより、段部を形成しない三角形状のターン部の高さに比べ、ターン部８２の高さが低くなる。段部８６の形状も、段部８５と同様に、固定子コア６０の端面に平行に形成されている。したがって、波形導線８０のターン部８２は、頂部８３を挟んで両側を階段状に形成している。
【００５２】
固定子巻線７０は、図１０に示すように、それぞれが２本の三相巻線（Ｕ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２）により形成されている。
【００５３】
固定子巻線７０を構成する波形導線８０は、固定子コア６０の内周側で周方向に沿って波巻きされた形状で成形されている。波形導線８０のスロット収容部８１は、所定のスロット数（例えば、３相×２個＝６個）ごとのスロット６１に収容され、ターン部８２は、固定子コア６０の軸方向の両端面からそれぞれ突出している。この固定子コア６０の軸方向の両端面から突出しているターン部８２により、固定子巻線７０のコイルエンドが形成される。
【００５４】
固定子巻線７０は、複数の波形導線８０を、一方の端部がスロット６１の最外周側で固定子コア６０の軸方向の端面から突出した状態で、周方向に沿って波状に巻装した状態で形成されている。複数の波形導線８０の他方の端部は、スロット６１の最内周側で固定子コア６０の軸方向の端面から一方の端部と同一方向に突出している。そして、同一のスロット６１には、２本の波形導線８０が巻装されている。同一のスロット６１に収容される二つのスロット収容部８１は、周方向で隣り合ったスロット６１の深さ方向での位置が交互に位置するように設置されている。
【００５５】
固定子巻線７０は、同相（Ｕ１とＵ２、Ｖ１とＶ２、Ｗ１とＷ２）の巻線の端部同士が接続部７５で接合されている。接続部７５は、固定子コア６０から突出したターン部８２の端面より突出して形成されている（図１参照）。
【００５６】
固定子巻線７０は、複数の波形導線８０を一方の端部が固定子コア６０の軸方向の端面から突出した状態で、周方向に沿って波状に巻装して形成されている。固定子巻線７０の波形導線８０は、径方向外方から径方向内方に向かって巻装されている。最内周面側で波形導線８０の端部が固定子巻線７０の端面から突出している。
【００５７】
上記のように構成された本実施形態の固定子５０は、波形導線作製工程と、導線集積体作製工程と、固定子巻線作製工程と、組付工程と、を順に行うことにより製造される。
【００５８】
先ず、波形導線作製工程は、図示しない成形部材（成形装置）を用いて、導線材に曲げ加工を施し、図５に示すような、スロット収容部８１、ターン部８２、頂部８３、渡り部８４ａを含んでなるクランク部８４が形成された所定長さの波形導線８０を作製する。
【００５９】
次の導線集積体作製工程では、波形導線作製工程で得られた所定数（本実施形態では１２本）の波形導線１〜１２を、図１１〜図１４に示すように、順に積み重ねて帯状の導線集積体７１を作製する。この場合、図１１（Ｂ）に示すように、波形導線１に対して、波形導線２を、固定子コア６０に設けられた隣接するスロット６１同士間の距離ｄだけ長手方向一方側（図中右側）にずらせた状態で積み重ねる。
【００６０】
続いて、図１１（Ｃ）に示すように、波形導線１に積み重ねられた波形導線２に対して、波形導線２の場合と同様に波形導線３を積み重ねる。その後も同様に、最後に積み重ねられた波形導線に対して、上記の距離ｄだけ長手方向一方側にずらせた状態で波形導線４〜１２を順に積み重ねる。これにより、図１４（Ｃ）に示すように、１２本の波形導線１〜１２が積み重ねられて帯状に形成された導線集積体７１が作製される。
【００６１】
次の固定子巻線作製工程では、導線集積体作製工程で得られた導線集積体７１を渦巻き状に巻き取ってドーナツ状の所定形状に成形することにより固定子巻線７０を作製する（図２参照）。なお、この工程では、各波形導線１〜１２の端部同士の接続処理など必要な処理が行われる。
【００６２】
次の組付工程では、固定子巻線作製工程で得られた固定子巻線７０に対して、固定子コア６０を組み付ける。この場合、固定子コア６０は、周方向に分割形成された複数の分割コア６２により構成されているので、各分割コア６２のティース部を、周方向に隣り合うスロット収容部８１同士の間に挿入し、隣り合う分割コア６２同士を連結して円環状に組み付ける。これにより、図２に示す固定子５０が完成する。
【００６３】
以上のように構成された本実施形態の固定子５０を備えた回転電機は、運転が開始されると、冷媒供給手段により吐出口２３ａから冷却用の冷媒が吐出する。吐出口２３ａから吐出した冷媒は、コイルエンド（ターン部８２）にかかる。そして、冷媒は、ターン部８２の外周面に沿って流れ、固定子巻線７０の全体に行き渡る。また、ターン部８２から回転子４０の端面に流れた冷媒は、回転する回転子４０により遠心方向に流され、コイルエンドの軸方向端面に沿って流通する。これにより、冷媒は、各ターン部８２の頂部８３に設けられた渡り部８４ａを含むクランク部８４を伝って流通し、それぞれのコイルエンド全体を均等に冷却する。
【００６４】
本実施形態においては、軸方向一端側に位置するターン部８２の渡り部８４ａの傾斜方向と、軸方向他端側に位置するターン部８２の渡り部８４ａの傾斜方向が同一にされている。そのため、図１５に示すように、軸方向一端側のコイルエンドを流通する冷媒の流通路（図１５（Ａ））と、軸方向他端側のコイルエンドを流通する冷媒の流通路（図１５（Ｂ））が同等となり、両コイルエンドにおいて同等の冷却効果が得られる。これにより、両コイルエンドの冷却を均一化することができるので、冷却性能の向上を図ることができる。
【００６５】
なお、図１５において、回転子４０の回転方向（矢印ａ方向）は、径方向に隣接するターン部８２の各頂部８３が連なることによって形成される突条部が内周側から外周側に向かうにつれて周方向に延びる方向と同じ方向であるが、回転子４０が逆方向に回転する場合にも、両コイルエンドの冷却の均一性は保持される。
【００６６】
〔実施形態２〕
図１６は実施形態２に係る固定子の製造方法において円筒状集積体作製工程で作製される円筒状集積体を模式的に示す説明図であり、図１７はその製造方法において固定子巻線作製工程で作製される固定子巻線を模式的に示す説明図である。
【００６７】
実施形態２に係る固定子は、実施形態１に係る固定子５０の固定子巻線７０が、帯状に形成した導線集積体７１を渦巻き状に巻くことにより形成されているのに対して、固定子巻線７５が、帯状に形成した導線集積体７１を所定の曲げ率で巻くことにより形成された曲げ率の異なる複数（本実施形態では４個）の円筒状集積体７７ａ〜７７ｄを径方向に重ね合わせることにより形成されている点で異なる。即ち、実施形態２の固定子巻線７５は次のようにして製造される。
【００６８】
先ず、実施形態１の波形導線作製工程と同様の工程を行って、図５に示す波形導線８０を作製する。なお、実施形態２では、各円筒状集積体７７ａ〜７７ｄの周方向長さに応じた長さの波形導線８０を作製すればよい。
【００６９】
続いて、波形導線作製工程で得られた波形導線８０を用いて、実施形態１の導線集積体作製工程と同様の工程を行い、図１４（Ｃ）に示すような１２本の波形導線１〜１２からなる帯状の導線集積体７１を作製する。なお、実施形態２の導線集積体作製工程では、各円筒状集積体７７ａ〜７７ｄの周方向長さに応じた４種類の導線集積体７１を作製する。
【００７０】
次に、導線集積体作製工程で得られた長さ異なる４種類の導線集積体７１を用いて円筒状集積体作製工程を行う。この工程では、各導線集積体７１をそれぞれ所定の曲げ率で巻いて、図１６（Ａ）〜（Ｄ）に示すような、曲げ率の異なる４個の円筒状集積体７７ａ〜７７ｄを作製する。なお、４個の円筒状集積体７７ａ〜７７ｄの曲げ率は、円筒状集積体７７ａから円筒状集積体７７ｄに向かって順に小さくなっている。
【００７１】
そして、円筒状集積体作製工程で得られた円筒状集積体７７ａ〜７７ｄを径方向に重ね合わせることにより、図１７に示すようなドーナツ状の固定子巻線７５を作製する（固定子巻線作製工程）。
【００７２】
なお、固定子巻線作製工程終了後に、固定子巻線７５に対して、実施形態１の組立工程と同様の工程を行うことにより、実施形態２の固定子が完成する。
【００７３】
以上のように、実施形態２に係る固定子は、固定子巻線７５が、帯状に形成した導線集積体７１を所定の曲げ率で巻くことにより形成された曲げ率の異なる４個の円筒状集積体７７ａ〜７７ｄを径方向に重ね合わせることにより形成されている。そのため、円筒状集積体７７ａ〜７７ｄの大きさ（周方向長さ）に応じた短い長さの波形導線８０を用いることができるため、波形導線作製工程における導線の扱いが容易になり作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施形態１に係る固定子を適用した回転電機の断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る固定子の平面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る固定子コアの平面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る分割コアの平面図である。
【図５】本発明の実施形態１において用いられる波形導線を示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は正面図であり、（Ｃ）は底面図である。
【図６】本発明の実施形態１において用いられる波形導線のターン部の形状を示す斜視図である。
【図７】参考例に係る波形導線を示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は正面図であり、（Ｃ）は底面図である。
【図８】本発明の実施形態１において波形導線のターン部に設けられるクランク部の形状を示す説明図である。
【図９】本発明の実施形態１において用いられる波形導線の断面図である。
【図１０】本発明の実施形態１において用いられる固定子巻線の結線を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施形態１に係る固定子の製造方法における導線集積体作製工程の一部を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施形態１に係る固定子の製造方法における導線集積体作製工程の一部を示す説明図である。
【図１３】本発明の実施形態１に係る固定子の製造方法における導線集積体作製工程の一部を示す説明図である。
【図１４】本発明の実施形態１に係る固定子の製造方法における導線集積体作製工程の一部を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施形態１に係る固定子において冷媒の流れを示す図であって、（Ａ）は固定子コアの軸方向一端側から見た平面図であり、（Ｂ）は固定子コアの軸方向他端側から見た平面図である。
【図１６】本発明の実施形態２に係る固定子の製造方法において円筒状集積体作製工程で作製される円筒状集積体を模式的に示す説明図である。
【図１７】本発明の実施形態２に係る固定子の製造方法において固定子巻線作製工程で作製される固定子巻線を模式的に示す説明図である。
【図１８】従来の固定子において冷媒の流れを示す説明図である。
【図１９】従来の固定子において冷媒の流れを示す説明図であって、（Ａ）は固定子コアの軸方向一端側から見た平面図であり、（Ｂ）は固定子コアの軸方向他端側から見た平面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１〜１２、８０…波形導線    ４０…回転子    ５０…固定子    ６０…固定子コア    ６１…スロット    ６２…分割コア    ７０、７５…固定子巻線    ７１…導線集積体    ７７ａ、７７ｂ、７７ｃ、７７ｄ…円筒状集積体    ８１…スロット収容部    ８２…ターン部    ８３…頂部    ８４…クランク部    ８４ａ…渡り部    ８５、８６…段部    ８７…導体    ８８…絶縁被膜    １００…回転電機
【図１】
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【図２】
2010115031.tif 000004
【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】
2010115031.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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