(57)【要約】  コイルに平角線を用いた分布巻の固定子において、従来よりもコイルエンドを小さくする、或いは、コイルエンドやスロット挿入部からのコイルの放熱性を高めることにより、小型で高出力の回転電機を提供することにある。  固定子(110)は、固定子鉄芯(112)と、この固定子鉄芯に形成された複数の固定子ティース(112T)の間に形成される固定子スロット(112S)に挿入され、固定子ティースに分布巻きで巻回される固定子コイル(114)とからなる。固定子コイル(114)は、絶縁皮膜を有する複数の平角線で構成され、一つの固定子スロットに対して、複数の平角線が挿入される。固定子スロット内における複数の平角線の整列方向が、固定子スロットの外部の両端のコイルエンド部における複数の平角線の整列方向と異なる。
2008020471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、この固定子に空隙を介して対向配置されて回転可能に保持された回転子とを有する回転電機であって、
前記固定子は、固定子鉄芯と、この固定子鉄芯に形成された複数の固定子ティースの間に形成される固定子スロットに挿入され、前記固定子ティースに分布巻きで巻回される固定子コイルとを備え、
前記固定子コイルは、絶縁皮膜を有する複数の平角線で構成され、
一つの前記固定子スロットに対して、複数の前記平角線が挿入され、
前記固定子スロット内における前記複数の平角線の整列方向が、前記固定子スロットの外部の両端のコイルエンド部における前記複数の平角線の整列方向と異なることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１記載の回転電機において、
前記固定子スロット内における前記複数の平角線の整列方向は、回転電機の径方向であり、前記平角線が接触するようにして整列し、
前記コイルエンド部における前記複数の平角線の整列方向は、回転電機の周方向であり、前記平角線が接触するようにして整列することを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項２記載の回転電機において、
前記固定子スロットは、クローズドスロットであり、
前記平角線は、Ｕ字状に成形されたものを、前記固定子スロットの一方の端部から挿入し、他方の端部において、隣接する固定子スロットから突出した他の平角線と接続され、波巻きの巻線を形成することを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項２記載の回転電機において、
前記固定子スロットは、オープンスロットであり、
前記平角線は、予め所定の環状の形状に成形されているフォームドコイルであり、このフォームドコイルを、前記固定子スロットの開放部から挿入し、重ね巻きの巻線を形成することを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項１記載の回転電機において、
前記固定子スロット内における前記複数の平角線の整列方向は、回転電機の径方向であり、前記平角線が接触するようにして整列し、
前記コイルエンド部における前記複数の平角線の整列方向は、回転電機の軸方向であり、前記平角線が互いに離間して整列することを特徴とする回転電機。
【請求項６】
請求項５記載の回転電機において、
前記固定子スロットは、クローズドスロットであり、
前記平角線は、Ｕ字状に成形されたものを、前記固定子スロットの一方の端部から挿入し、他方の端部において、隣接する固定子スロットから突出した他の平角線と接続され、波巻きの巻線を形成することを特徴とする回転電機。
【請求項７】
請求項５記載の回転電機において、
前記固定子スロットは、オープンスロットであり、
前記平角線は、予め所定の環状の形状に成形されているフォームドコイルであり、このフォームドコイルを、前記固定子スロットの開放部から挿入し、重ね巻きの巻線を形成することを特徴とする回転電機。
【請求項８】
請求項１記載の回転電機において、
前記平角線は、複数の平角線が並列接続されることを特徴とする回転電機。
【請求項９】
請求項１記載の回転電機において、
前記固定子ティースは、その半径方向の幅はいずれでも同じ幅であり、
前記固定子スロットに挿入される複数の平角線は、前記回転子に近い側の平角線の周方向の幅が、前記回転子から遠い側の平角線の周方向の幅よりも狭いことを特徴とする回転電機。
【請求項１０】
請求項３若しくは請求項６のいずれかに記載の回転電機において、
前記Ｕ字状に成形された平角線は、複数の平角線が前記固定子スロットに挿入される部分において、固着されている固着部を有することを特徴とする回転電機。
【請求項１１】
請求項１０記載の回転電機において、
前記固着部は、樹脂モールド部であることを特徴とする回転電機。
【請求項１２】
請求項１１記載の回転電機において、
前記固着部は、前記樹脂モールド部と一体的に設けられ、コア端面からのコイル素線の立ち上がり部分を保護する厚肉部を備えることを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータや発電機などの回転電機に係り、特に、固定子コイルの導線として、平角線を用いるものに好適な回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定子の巻線の形態には、ティース毎にコイルを集中して巻線する集中巻と、複数のスロットを跨いでコイルを巻線し、コイルエンドで異相、または同相のコイル同士が重なり合う分布巻がある。集中巻の固定子は、コイルエンドを小さくでき、回転電機の小型化，高効率化に有効であるが、その反面、固定子の内周に造られる回転磁界が滑らかに分布しないため、高調波に起因した騒音が発生する欠点がある。一方、分布巻の固定子は、固定子内周の回転磁界を正弦波に近づけることができ、集中巻よりも騒音を小さくできる。しかし、コイルエンドでコイル同士の重なりが多く、集中巻と比べてその体積が大きくなり、小型化や高効率化が難しいものである。【０００３】
ここで、電気自動車の駆動主機用モータでは、搭載空間に制約がある上、限られたバッテリ電圧で高い出力を得なければならない。極めて高いレベルの小型化、高出力化の要求が強く、これを達成する手段の一つとして、コイルの素線銅線に矩形断面の平角線を使用し、固定子スロット内のコイル占積率を高める方法が知られている。【０００４】
集中巻の固定子コイルを平角線で構成したものとしては、例えば、特許文献１，特許文献２が知られている。集中巻固定子に平角線を適用することは、コイルの形状が単純であるため、比較的容易である。【０００５】
一方、分布巻の固定子コイルを平角線とした場合、素線の整列を保ちながらコイルエンドの干渉を回避させる必要がある。これを解決する手段として、従来、２層コイルが知られている（例えば、特許文献３，特許文献４，特許文献５参照）。２層コイルは、コイルのスロット挿入片の一方がスロットの外周側、もう一方がスロットの内周側に配置され、頭頂部からスロットに伸びる２片のコイルエンドの上下に隣接スロットのコイルエンドが配置されることで、異なるコイル同士の干渉を回避している。特許文献３では、平角線を松葉形状に曲げ成形し、これを固定子コアの軸方向端面からスロットに挿入し、固定子コアの逆側端面から突出した矩形導体片の開放端部を、電気的に接続して波巻の電気回路を構成している。また、特許文献４，特許文献５は、古くから中大型の回転電機に用いられている“フォームドコイル”と呼ばれるもので、自己融着層を持つ平角線を小判形に巻線し、全体を固めてからコイルエンドを捻り変形して、コイルエンドの非干渉形状を生成する。コイルを構成する各導体はスロット内、及びコイルエンドで同一の方向に整列し、互いに固着して密着した状態になっている。これらの従来技術では、電気回路におけるコイル素線１本と、平角線１本が対応しており、固定子スロット内とコイルエンドにおける平角線の整列方向、および平角線間の距離が同じである。【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２４５０９２号公報
【特許文献２】特開２００５−２０４４２２号公報
【特許文献３】特開２００１−１６１０５０号公報
【特許文献４】特開平６−２８４６５１号公報
【特許文献５】特開平８−２９８７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の分布巻の固定子に平角線を用いたものでは、まだ十分にコイルエンドを小さくして、回転電機を小型化するに十分でないという問題があった。また、従来の分布巻の固定子に平角線を用いたものでは、コイルエンドからの放熱性が十分でないという問題があった。【０００８】
本発明の目的は、コイルに平角線を用いた分布巻の固定子において、従来よりもコイルエンドを小さくする、或いは、コイルエンドやスロット挿入部からのコイルの放熱性を高めることにより、小型で高出力の回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、固定子と、この固定子に空隙を介して対向配置されて回転可能に保持された回転子とを有する回転電機であって、前記固定子は、固定子鉄芯と、この固定子鉄芯に形成された複数の固定子ティースの間に形成される固定子スロットに挿入され、前記固定子ティースに分布巻きで巻回される固定子コイルとを備え、前記固定子コイルは、絶縁皮膜を有する複数の平角線で構成され、一つの前記固定子スロットに対して、複数の前記平角線が挿入され、前記固定子スロット内における前記複数の平角線の整列方向が、前記固定子スロットの外部の両端のコイルエンド部における前記複数の平角線の整列方向と異なるものである。  
かかる構成により、コイルエンドを小さくする、或いは、コイルエンドやスロット挿入部からのコイルの放熱性を高めることができるものとなる。【００１０】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記固定子スロット内における前記複数の平角線の整列方向は、回転電機の径方向であり、前記平角線が接触するようにして整列し、前記コイルエンド部における前記複数の平角線の整列方向は、回転電機の周方向であり、前記平角線が接触するようにして整列するものである。【００１１】
（３）上記（２）において、好ましくは、前記固定子スロットは、クローズドスロットであり、前記平角線は、Ｕ字状に成形されたものを、前記固定子スロットの一方の端部から挿入し、他方の端部において、隣接する固定子スロットから突出した他の平角線と接続され、波巻きの巻線を形成するものである。【００１２】
（４）上記（２）において、好ましくは、前記固定子スロットは、オープンスロットであり、前記平角線は、予め所定の環状の形状に成形されているフォームドコイルであり、このフォームドコイルを、前記固定子スロットの開放部から挿入し、重ね巻きの巻線を形成するものである。【００１３】
（５）上記（１）において、好ましくは、前記固定子スロット内における前記複数の平角線の整列方向は、回転電機の径方向であり、前記平角線が接触するようにして整列し、前記コイルエンド部における前記複数の平角線の整列方向は、回転電機の軸方向であり、前記平角線が互いに離間して整列するものである。【００１４】
（６）上記（５）において、好ましくは、前記固定子スロットは、クローズドスロットであり、前記平角線は、Ｕ字状に成形されたものを、前記固定子スロットの一方の端部から挿入し、他方の端部において、隣接する固定子スロットから突出した他の平角線と接続され、波巻きの巻線を形成するものである。【００１５】
（７）上記（５）において、好ましくは、前記固定子スロットは、オープンスロットであり、前記平角線は、予め所定の環状の形状に成形されているフォームドコイルであり、このフォームドコイルを、前記固定子スロットの開放部から挿入し、重ね巻きの巻線を形成するものである。【００１６】
（８）上記（１）において、好ましくは、前記平角線は、複数の平角線が並列接続されるものである。【００１７】
（９）上記（１）において、好ましくは、前記固定子ティースは、その半径方向の幅はいずれでも同じ幅であり、前記固定子スロットに挿入される複数の平角線は、前記回転子に近い側の平角線の周方向の幅が、前記回転子から遠い側の平角線の周方向の幅よりも狭いものである。【００１８】
（１０）上記（３）若しくは（６）において、好ましくは、前記Ｕ字状に成形された平角線は、複数の平角線が前記固定子スロットに挿入される部分において、固着されている固着部を有するものである。【００１９】
（１１）上記（１０）において、好ましくは、前記固着部は、樹脂モールド部である。【００２０】
（１２）上記（１１）において、好ましくは、前記固着部は、前記樹脂モールド部と一体的に設けられ、コア端面からのコイル素線の立ち上がり部分を保護する厚肉部を備えるものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、コイルに平角線を用いた分布巻の固定子において、従来よりもコイルエンドを小さくする、或いは、コイルエンドやスロット挿入部からのコイルの放熱性を高めることにより、回転電機を小型で高出力化し得るものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態による回転電機の全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による回転電機の全体構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による回転電機に用いる固定子の構成を示す展開図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による回転電機に用いる固定子コイルの構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による回転電機に用いる固定子の要部構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態による回転電機に用いる固定子コイルの構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施形態による回転電機に用いる固定子の要部構成を示す斜視図である。
【図８】本発明の第３の実施形態による回転電機に用いる固定子コイルの構成を示す斜視図である。
【図９】本発明の第３の実施形態による回転電機に用いる固定子の要部構成を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態による回転電機に用いる固定子コイルの構成を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態による回転電機に用いる固定子コイルの構成を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態による回転電機に用いる固定子の要部構成を示す平面図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態による回転電機に用いる固定子コイルの構成を示す斜視図である。
【図１４】本発明の第６の実施形態による回転電機に用いる固定子コイルの構成を示す斜視図である。
【図１５】本発明の第７の実施形態による回転電機に用いる固定子コイルの構成を示す斜視図である。
【図１６】本発明の第８の実施形態による回転電機に用いる固定子コイルの構成を示す斜視図である。
【図１７】本発明の各実施形態による回転電機を搭載したハイブリッド自動車の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２３】
１００…回転電機
１１０…固定子
１１２…固定子鉄芯
１１２Ｃ…固定子コアバック
１１２Ｔ…固定子ティース
１１２Ｓ…固定子スロット
１１４…固定子コイル
１２０…回転子
１２２…回転子鉄芯
１２４…永久磁石
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図１〜図４を用いて、本発明の第１の実施形態による回転電機の構成について説明する。  
最初に、図１及び図２を用いて、本実施形態による回転電機の全体構成について説明する。  
図１及び図２は、本発明の第１の実施形態による回転電機の全体構成を示す断面図である。図１は、回転電機の軸方向の断面構成を示している。図２は、回転電機の軸に直角な方向の断面構成を示している。【００２５】
図１に示すように、回転電機１００は、固定子１１０と、回転子１２０とを備えている。固定子１１０は、固定子鉄芯１１２と、固定子コイル１１４とからなる。固定子鉄芯１１２は、複数のスロットを有する。固定子コイル１１４は、このスロット内に挿入される。回転子１２０は、回転子鉄芯１２２と、複数の永久磁石１２４と、シャフト１２６とからなる。回転子鉄芯１２２は、回転軸方向に貫通した穴を有し、この穴にシャフト１２６が挿入されている。また、回転子鉄芯１２２は、回転軸方向であって、しかも、周方向に等間隔に配列された磁石挿入穴を有する。複数の永久磁石１２４は、この磁石挿入穴に挿入される。【００２６】
なお、図示は省略しているが、固定子１００は、円筒形状のハウジングの内周に取り付けられる。ハウジングの両端には、フロントブラケット及びリアブラケットがそれぞれ取り付けられる。フロントブラケット及びリアブラケットの中央には、それぞれ、軸受けが取り付けられる。回転子１２０のシャフト１２６の両端は、これらの軸受けによって回転支持される。すなわち、回転子１２０は、固定子１１０の内側に、所定のギャップを有して配置されるとともに、固定子１１０に対して回転可能となっている。【００２７】
次に、図２に示すように、固定子鉄芯１１２は、円環状の固定子コアバック１１２Ｃと、固定子コアバック１１２Ｃに対して半径方向に延びる複数の固定子ティース１１２Ｔとからなる。固定子コアバック１１２Ｃと、固定子ティース１１２Ｔは、パンチプレス等により、一体的に形成される。隣接する固定子ティース１１２Ｔの間には、固定子スロット１１２Ｓが形成される。この例では、固定子スロット１１２Ｓは、閉じた形状のクローズドスロットタイプである。固定子スロット１１２Ｓの数は、４８個である。固定子コイル１１４は、固定子ティース１１２Ｔに、波巻の分布巻で、巻回される。【００２８】
次に、図３〜図５を用いて、本実施形態による回転電機に用いる固定子の構成について説明する。  
図３は、本発明の第１の実施形態による回転電機に用いる固定子の構成を示す展開図である。図４は、本発明の第１の実施形態による回転電機に用いる固定子コイルの構成を示す斜視図である。図５は、本発明の第１の実施形態による回転電機に用いる固定子の要部構成を示す斜視図である。【００２９】
図３は、固定子鉄芯１１２の固定子スロット１１２Ｓに、固定子コイル１１４が挿入された状態の固定子１１０を、周方向に展開した状態を示している。なお、固定子コイル１１４としては、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の３相コイルが、図３では、そのうちの１相分、例えば、Ｕ相コイルのみを図示している。【００３０】
固定子鉄芯１１２は、４８個のスロットＳ１，Ｓ２，…，Ｓ４８を有している。一つのスロットには、２本の固定子コイルが挿入される。固定子コイル１１４の導線には、断面形状が長方形であるとともに、絶縁皮膜で被覆された平角線が用いられる。平角線は、Ｕ字形状に成形され、一つの導線を形成する。Ｕ字状の平角線の２つの端部は、それぞれ異なるスロットに、各スロットの一方の端部から挿入される。その上で、各スロットの他方の端部において、他のスロットから突出した他の導線の端部と溶接により固定される。【００３１】
図３により、具体的に説明すると、固定子鉄芯１１２の下方から、Ｕ字状の導線Ｃ１の一方の端部が、スロットＳ８に挿入され、他方の端部が、スロットＳ１７に挿入される。また、他のＵ字状の導線Ｃ２の一方の端部が、スロットＳ２５に挿入され、他方の端部が、スロットＳ３４に挿入される。そして、固定子鉄芯１２の上方で、スロットＳ１７に挿入された導線Ｃ１の端部と、スロットＳ２５に挿入された導線Ｃ２の端部が、溶接により固定接続される。以上のことを繰り返すことにより、固定子鉄芯１１２には、固定子コイル１１４は、波巻の分布巻で、巻回される。【００３２】
ここで、本実施形態の特徴とするところは、前述の一つの導線を、複数の並列接続された複数の平角線により構成することに、第１の特徴がある。また、その複数の平角線の配列の仕方に、第２の特徴がある。【００３３】
図４に示すように、図３に示した一つの導線Ｃ１は、３本の平角線Ｃ１−Ａ，Ｃ１−Ｂ，Ｃ１−Ｃから構成される。ここで、従来は、一つの平角線を用いていたのに対して、本実施形態では、３本の平角線を用い、これらの３本平角線を並列接続するものである。また、例えば、従来の一つの平角線の断面形状の寸法を、長辺が８ｍｍで、短辺が２ｍｍの長方形としたとき、本実施形態における平角線は長辺が２．６６ｍｍで、短辺が２ｍｍの長方形としている。これらの平角線を３本並列接続したとき、その断面積は、従来の１つの平角線と同じであるため、電気抵抗は同じとすることができる。【００３４】
図４に示すように、３本の平角線Ｃ１−Ａ，Ｃ１−Ｂ，Ｃ１−Ｃの一方の端部は、固定子鉄芯１１２のクローズドスロットＳ８に挿入され、他方の端部は、クローズドスロットＳ１７に挿入される。【００３５】
このとき、本実施形態では、スロットＳの内部では、３本の平角線Ｃ１−Ａ，Ｃ１−Ｂ，Ｃ１−Ｃの短辺同士を接触させるようにして、固定子の径方向（矢印Ａ方向；スロットＳの径方向）に一列に整列させる。従って、スロット内における３本の平角線Ｃ１−Ａ，Ｃ１−Ｂ，Ｃ１−Ｃをまとめた時の幅Ｗは、８ｍｍとなり、従来のように一つの平角線（長辺が８ｍｍ，短辺が２ｍｍ）を挿入したときと同じになる。【００３６】
一方、コイルエンド部では、３本の平角線Ｃ１−Ａ，Ｃ１−Ｂ，Ｃ１−Ｃの長辺同士を接触させるようにして、固定子の周方向（矢印Ｂ方向）も一列に整列させる。その結果、図４にしめすように、コイルエンド部におけるコイルの幅は、１本の平角線の幅となるため、２．６６ｍｍとなる。従来、１本の平角線を用いた場合、このコイルエンド部におけるコイルの幅は、８ｍｍであるので、従来の８ｍｍから、本実施形態の２．６６ｍｍまで、コイルエンド部における、固定子の軸方向の長さを５．３４ｍｍ短くすることができる。【００３７】
すなわち、従来の幅Ｗの１本の平角線に対して、Ｎ本の平角線を用い、これらを並列接続した場合で、しかもコイルエンド部で複数の平角線を固定子の周方向に整列させた場合、コイルエンド部におけるコイルの幅は、Ｗ／Ｎとすることができ、コイルエンド部の長さを（Ｗ−（Ｗ／Ｎ））だけ短くすることができる。【００３８】
次に、図５を用いて他方の端部の溶接接続について説明する。図５に示すように、固定子鉄芯１１２のスロットＳ１７から、第１の３本の平角線Ｃ１−Ａ，Ｃ１−Ｂ，Ｃ１−Ｃの一方の端部が突出している。また、固定子鉄芯１１２のスロットＳ２５から、第２の３本の平角線Ｃ２（Ｃ２−Ａ，Ｃ２−Ｂ，Ｃ２−Ｃ）の一方の端部が突出している。そして、６本の平角線が、ひとまとめにして、ティグ溶接などで電気的に接続する。なお、複数の平角線は、それぞれ、表面にエナメル皮膜等の絶縁皮膜が形成されているので、ティグ溶接に先立って、平角線の先端部の絶縁皮膜は除去する。【００３９】
以上のようにして、本実施形態によれば、コイルエンド部の長さを短くでき、回転電機の軸方向の長さを短くでき、回転電機を小型化することができる。また、１本の平角線に対して、複数の平角線を用いることで、平角線の合計の表面積が大きくなるため、コイルエンドの放熱性が向上する。【００４０】
また、従来の１本の平角線を３本の並列接続された平角線とすることで、従来よりも表面積を大きくすることができる。従って、それだけ、表面を流れる電流の流れを多くできるため、表皮効果による高周波銅損を小さくできる。【００４１】
次に、図６及び図７を用いて、本発明の第２の実施形態による回転電機の構成について説明する。なお、本実施形態による回転電機の全体構成は、図１及び図２と同様である。  
図６は、本発明の第２の実施形態による回転電機に用いる固定子コイルの構成を示す斜視図である。図７は、本発明の第２の実施形態による回転電機に用いる固定子の要部構成を示す斜視図である。【００４２】
図６に示すように、固定子コイル１１４Ａの導線には、断面形状が長方形の平角線が用いられる。平角線は、予め所定の環状の形状に成形されているフォームドコイルが用いられる。図６に示す例では、平角線が３ターン環状に巻回されている。【００４３】
本実施形態では、図７に示すように、固定子鉄芯１１２Ａの固定子スロット１１２Ｓ’の内周側は、回転子に向けて開放しているオープンスロットタイプである。そして、固定子コイル１１４Ａは、固定子スロット１１２Ｓ’の内周側の開放部から挿入される。【００４４】
固定子スロット１１２Ｓ’の個数は、図２に示したものと同様に、４８個である。そして、固定子コイル１１４Ａの一方の直線部分は、スロットＳ１に挿入され、他方の直線部分は、スロットＳ１から５番目のスロットＳ５に挿入される。このように、フォームドコイルの固定子コイル１１４Ａは、固定子ティースに、重ね巻の分布巻で、巻回される。【００４５】
このとき、図７に示すように、スロットに挿入される導線Ｃ１は、従来の一つの平角線と同じ断面積を有する３本の平角線Ｃ１−Ａ，Ｃ１−Ｂ，Ｃ１−Ｃから構成される。また、本実施形態では、スロットＳの内部では、３本の平角線Ｃ１−Ａ，Ｃ１−Ｂ，Ｃ１−Ｃの短辺同士を接触させるようにして、固定子の径方向（矢印Ａ方向；スロットＳの径方向）に一列に整列させる。従って、スロット内における３本の平角線Ｃ１−Ａ，Ｃ１−Ｂ，Ｃ１−Ｃをまとめた時の幅Ｗは、８ｍｍとなり、従来のように一つの平角線（長辺が８ｍｍ，短辺が２ｍｍ）を挿入したときと同じになる。【００４６】
一方、コイルエンド部では、３本の平角線Ｃ１−Ａ，Ｃ１−Ｂ，Ｃ１−Ｃの長辺同士を接触させるようにして、固定子の周方向（矢印Ｂ方向）も一列に整列させる。その結果、コイルエンド部におけるコイルの幅は、１本の平角線の幅となるため、２．６６ｍｍとなる。従来、１本の平角線を用いた場合、このコイルエンド部におけるコイルの幅は、８ｍｍであるので、従来の８ｍｍから、本実施形態の２．６６ｍｍまで、コイルエンド部における、固定子の軸方向の長さを５．３４ｍｍ短くすることができる。【００４７】
すなわち、従来の幅Ｗの１本の平角線に対して、Ｎ本の平角線を用い、これらを並列接続した場合で、しかもコイルエンド部で複数の平角線を固定子の周方向に整列させた場合、コイルエンド部におけるコイルの幅は、Ｗ／Ｎとすることができ、コイルエンド部の長さを（Ｗ−（Ｗ／Ｎ））だけ短くすることができる。【００４８】
以上のようにして、本実施形態によれば、コイルエンド部の長さを短くでき、回転電機の軸方向の長さを短くでき、回転電機を小型化することができる。また、１本の平角線に対して、複数の平角線を用いることで、平角線の合計の表面積が大きくなるため、コイルエンドの放熱性が向上する。【００４９】
次に、図８及び図９を用いて、本発明の第３の実施形態による回転電機の構成について説明する。なお、本実施形態による回転電機の全体構成は、図１及び図２と同様である。  
図８は、本発明の第３の実施形態による回転電機に用いる固定子コイルの構成を示す斜視図である。図９は、本発明の第３の実施形態による回転電機に用いる固定子の要部構成を示す斜視図である。【００５０】
本実施形態は、図４及び図５で説明したクローズドスロットに適用するものである。固定子鉄芯１１２には、固定子コイル１１４Ｂは、波巻の分布巻で、巻回される。【００５１】
図８に示すように、一つの導線Ｃ１は、３本の平角線Ｃ１−Ａ，Ｃ１−Ｂ，Ｃ１−Ｃから構成される。ここで、従来は、一つの平角線を用いていたのに対して、本実施形態では、３本の平角線を用い、これらの３本平角線を並列接続するものである。また、例えば、従来の一つの平角線の断面形状の寸法を、長辺が８ｍｍで、短辺が２ｍｍの長方形としたとき、本実施形態における平角線は長辺が２．６６ｍｍで、短辺が２ｍｍの長方形としている。これらの平角線を３本並列接続したとき、その断面積は、従来の１つの平角線と同じであるため、電気抵抗は同じとすることができる。【００５２】
図４に示すように、３本の平角線Ｃ１−Ａ，Ｃ１−Ｂ，Ｃ１−Ｃの一方の端部は、固定子鉄芯１１２のクローズドスロットＳ８に挿入され、他方の端部は、クローズドスロットＳ１７に挿入される。【００５３】
このとき、本実施形態では、スロットＳの内部では、３本の平角線Ｃ１−Ａ，Ｃ１−Ｂ，Ｃ１−Ｃの短辺同士を接触させるようにして、固定子の径方向（矢印Ａ方向；スロットＳの径方向）に一列に整列させる。従って、スロット内における３本の平角線Ｃ１−Ａ，Ｃ１−Ｂ，Ｃ１−Ｃをまとめた時の幅Ｗは、８ｍｍとなり、従来のように一つの平角線（長辺が８ｍｍ，短辺が２ｍｍ）を挿入したときと同じになる。【００５４】
一方、上コイルと底コイルの固定子径方向の平角線の並びを逆とし、曲げにより形成したコイルエンド部では、各平角線が固定子の軸方向（矢印Ｃ方向）に隙間ｄを持って離れて配置している。【００５５】
このように、コイルエンド部における平角線の表面積が大きくなり、また、平角線間の隙間に冷媒が通ることで、接続側のコイルエンドの放熱性が向上する。【００５６】
次に、図９を用いて他方の端部の溶接接続について説明する。図９に示すように、固定子鉄芯１１２のスロットＳ１７から、第１の３本の平角線Ｃ１−Ａ，Ｃ１−Ｂ，Ｃ１−Ｃの一方の端部が突出している。また、固定子鉄芯１１２のスロットＳ２５から、第２の３本の平角線Ｃ２（Ｃ２−Ａ，Ｃ２−Ｂ，Ｃ２−Ｃ）の一方の端部が突出している。そして、６本の平角線が、ひとまとめにして、ティグ溶接などで電気的に接続する。なお、複数の平角線は、それぞれ、表面にエナメル皮膜等の絶縁皮膜が形成されているので、ティグ溶接に先立って、平角線の先端部の絶縁皮膜は除去する。【００５７】
このとき、固定子の端面から突出した平角線の隣接する開放端部は、スロットから端部に至るまでの長さ（＝経路）を変えて、径方向（矢印Ａ方向）から見て重ならないようにする。【００５８】
その結果、コイルエンド部における平角線の表面積が大きくなり、また、スロットから接続部に至るまでに形成された平角線間の隙間に冷媒が通ることで、接続側のコイルエンドの放熱性が向上する。【００５９】
以上のようにして、本実施形態によれば、１本の平角線に対して、複数の平角線を用いることで、平角線の合計の表面積が大きくなるため、コイルエンドの放熱性が向上する。さらに、コイルエンド部において、隣接する平角線の間に、隙間を形成することで、さらに放熱性が向上する。【００６０】
次に、図１０を用いて、本発明の第４の実施形態による回転電機の構成について説明する。なお、本実施形態による回転電機の全体構成は、図１及び図２と同様である。  
図１０は、本発明の第４の実施形態による回転電機に用いる固定子コイルの構成を示す斜視図である。【００６１】
本実施形態は、図７で説明したオープンスロットに適用するものである。固定子鉄芯には、固定子コイル１１４Ｃは、重ね巻の分布巻で、巻回される。【００６２】
本実施形態の固定子コイル１１４Ｃの導線には、図６と同様に、断面形状が長方形の平角線が用いられる。平角線は、予め所定の環状の形状に成形されているフォームドコイルが用いられる。図１０に示す例では、平角線が３ターン環状に巻回されている。【００６３】
スロットに挿入される導線Ｃ１は、図６の例と同じように、従来の一つの平角線と同じ断面積を有する３本の平角線から構成される。そして、スロットの内部では、図７に示したように、３本の平角線の短辺同士を接触させるようにして、固定子の径方向（スロットの径方向）に一列に整列させて挿入される。【００６４】
一方、コイルエンド部では、各平角線が固定子の軸方向に隙間を持って離れて配置している。このように、コイルエンド部における平角線の表面積が大きくなり、また、平角線間の隙間に冷媒が通ることで、接続側のコイルエンドの放熱性が向上する。【００６５】
以上のようにして、本実施形態によれば、１本の平角線に対して、複数の平角線を用いることで、平角線の合計の表面積が大きくなるため、コイルエンドの放熱性が向上する。さらに、コイルエンド部において、隣接する平角線の間に、隙間を形成することで、さらに放熱性が向上する。【００６６】
次に、図１１及び図１２を用いて、本発明の第５の実施形態による回転電機の構成について説明する。なお、本実施形態による回転電機の全体構成は、図１及び図２と同様である。  
図１１は、本発明の第５の実施形態による回転電機に用いる固定子コイルの構成を示す斜視図である。図１２は、本発明の第５の実施形態による回転電機に用いる固定子の要部構成を示す平面図である。【００６７】
本実施形態は、図７で説明したオープンスロットに適用するものである。固定子鉄芯には、固定子コイル１１４Ｃは、重ね巻の分布巻で、巻回される。【００６８】
図１１に示すように、固定子コイル１１４Ｄを構成する導線は、３本の平角線Ｃ１−Ａ’，Ｃ１−Ｂ’，Ｃ１−Ｃ’で構成する。さらに、３本の平角線Ｃ１−Ａ’，Ｃ１−Ｂ’，Ｃ１−Ｃ’は、スロットの外周側に配置される平角線ほど周方向の幅を大きくし、平角線の導体断面形状をスロット形状に近づける。【００６９】
図１２は、固定子コイル１１４Ｄを、固定子スロット１１２Ｓ’に挿入した状態を示している。ここで、固定子ティース１１２Ｔ’は、その幅Ｗ２が、ティースの半径方向のいずれでも同じ幅を有するものとしている。その結果、固定子スロット１１２Ｓ’の幅は、内周側が狭く、外周側が広い形状となっている。そのようなスロットの形状に対して、図１１で説明したように、スロットの外周側に配置される平角線ほど周方向の幅を大きくすることで、平角線の導体断面形状をスロット形状に近づけている。また、上コイル（固定子スロットの内周側に配置されるコイル）と底コイル（固定子スロットの外周側に配置されるコイル）とでは、底コイルの幅を、上コイルの幅よりも広くして、平角線の導体断面形状をスロット形状に近づけている。【００７０】
ここで、同一断面形状の平角線でコイルを構成する場合、固定子スロットは長方形形状となり、ティース９は外周側が太った形状となる。しかしながら、回転電機の要求性能を満足させるのに必要な磁路幅は内周側のティース幅なので、その分余計なコアを用いていることになる。【００７１】
それに対して、図１１に示したようなコイル構造とすると、スロット形状を台形形状にでき、したがって、ティースの幅を均等にし、それに合わせてコイルを高密度に実装することができ、回転電機の小型化、高出力化に有効である。【００７２】
次に、図１３及び図１４を用いて、本発明の第６の実施形態による回転電機の構成について説明する。なお、本実施形態による回転電機の全体構成は、図１及び図２と同様である。  
図１３及び図１４は、本発明の第６の実施形態による回転電機に用いる固定子コイルの構成を示す斜視図である。【００７３】
本実施形態は、図８で説明したクローズドスロットに適用するものである。固定子鉄芯には、固定子コイル１１４Ｂは、波み巻の分布巻で、巻回される。【００７４】
図１３に示すように、固定子コイルが３本の平角線Ｃ１−Ａ，Ｃ１−Ｂ，Ｃ１−Ｃで構成されるものとする。ここで、平角線がばらばらだと、コアとコイルの組立作業が困難である。【００７５】
そこで、図１４に示すように、Ｕ字形に曲げ成形した平角線Ｃ１−Ａ，Ｃ１−Ｂ，Ｃ１−Ｃのスロット挿入部を１列に並べ、スロット挿入部の平角線のみを、ハッチングで示すように、固着する。スロット挿入部の固着方法としては、（１）平角線として、自己融着電線を素材に使い、スロット挿入部のみ加熱して自己固着する、（２）融着層のある絶縁紙や絶縁フィルムなどをスロット挿入部に取り付けて固着する方法をとることができる。【００７６】
そして、二つのスロット挿入片を把持して固定子の周方向に開いて成形することで、波み巻用の固定子コイルを得ることができる。なお、多層に１列に巻回したコイルのスロット挿入部のみを固着し、二つのスロット挿入片を把持して固定子の周方向に開いて成形することで、重ね巻用の固定子コイルを得ることができる。【００７７】
以上説明したように、スロット挿入部を固着することで、平角線間の伝熱，スロット内のコイルから固定子コアへの伝熱が良くなり、コイルの放熱性が向上する。また、複数の平角線を１本のコイル素線として扱うことができるため、コアとコイルの組立作業が容易にできる。【００７８】
次に、図１５を用いて、本発明の第７の実施形態による回転電機の構成について説明する。なお、本実施形態による回転電機の全体構成は、図１及び図２と同様である。  
図１５は、本発明の第７の実施形態による回転電機に用いる固定子コイルの構成を示す斜視図である。【００７９】
本実施形態は、図８で説明したクローズドスロットに適用するものである。固定子鉄芯には、固定子コイル１１４Ｂは、波み巻の分布巻で、巻回される。【００８０】
本実施形態では、３本の平角線のスロット挿入部を一体化する方式として、スロット挿入部を成形型で包み込み、中に樹脂を流し込んでスロットの断面形状より僅かに小さい相似の断面形状に樹脂モールドし、樹脂モールド部１０を形成する。【００８１】
本実施形態によっても、スロット挿入部を固着することで、平角線間の伝熱，スロット内のコイルから固定子コアへの伝熱が良くなり、コイルの放熱性が向上する。また、複数の平角線を１本のコイル素線として扱うことができるため、コアとコイルの組立作業が容易にできる。【００８２】
次に、図１６を用いて、本発明の第８の実施形態による回転電機の構成について説明する。なお、本実施形態による回転電機の全体構成は、図１及び図２と同様である。  
図１６は、本発明の第８の実施形態による回転電機に用いる固定子コイルの構成を示す斜視図である。【００８３】
本実施形態は、図８で説明したクローズドスロットに適用するものである。固定子鉄芯には、固定子コイル１１４Ｂは、波み巻の分布巻で、巻回される。【００８４】
本実施形態では、図１５の例と同様に、３本の平角線のスロット挿入部を樹脂モールド部１０により一体化するともに、樹脂モールド部１１と一体に、コア端面からのコイル素線の立ち上がり部分を保護する厚肉部１２を設けている。【００８５】
この方式により、従来用いられている絶縁紙よりも強度があるため、スロットからのコイル素線の立ち上がりの曲げＲを小さくし、コイルエンドを低く成形してもコアとコイルの絶縁を確保することができる。【００８６】
本実施形態は、クローズドスロットの固定子コイル形式ではＵ字曲げ側のコイルエンドのみ、オープンスロットの固定子コイル形式では両コイルエンドに適用できる。【００８７】
本実施形態によっても、スロット挿入部を固着することで、平角線間の伝熱，スロット内のコイルから固定子コアへの伝熱が良くなり、コイルの放熱性が向上する。また、複数の平角線を１本のコイル素線として扱うことができるため、コアとコイルの組立作業が容易にできる。さらに、コイルエンドを低く成形してもコアとコイルの絶縁を確保することができる。【００８８】
次に、図１７を用いて、本発明の各実施形態による回転電機を搭載したハイブリッド自動車の構成について説明する。  
図１７は、本発明の各実施形態による回転電機を搭載したハイブリッド自動車の構成を示すブロック図である。【００８９】
ハイブリッド自動車は、駆動力源として、エンジンＥＮＧと、回転電機（モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ））とを有している。モータジェネレータＭ／Ｇは、図１〜図１６で説明した構成を有する。エンジンＥＮＧと、モータジェネレータＭ／Ｇの駆動力は、変速機（図示せず）と、デファレンシャルギアＤＦを介して、後輪ＷＨ−Ｒに伝達され、後輪ＷＨ−Ｒを駆動する。また、エンジンＥＮＧは、発電機Ｇを駆動する。発電機Ｇの発電電力は、バッテリＢＡに蓄積される。バッテリＢＡの電力は、インバータＩＮＶによって３相交流電力に変換され、モータジェネレータＭ／Ｇに供給される。インバータＩＮＶは、モータコントロールユニットＭＣＵによって制御される。【００９０】
本実施形態のハイブリッド自動車は、アイドルストップ機構を備えている。交差点等で停止すると、エンジンＥＮＧが停止する。再走行時には、アクセルペダルの踏み込み等が検出されると、モータコントロールユニットＭＣＵは、インバータＩＮＶを制御して、モータジェネレータＭ／Ｇをモータとして動作させ、その駆動力により、車輌を発進するとともに、エンジンＥＮＧを再始動する。エンジンＥＮＧの再始動後は、モータジェネレータＭ／Ｇは停止する。また、減速時等においては、モータコントロールユニットＭＣＵは、インバータＩＮＶを制御して、モータジェネレータＭ／Ｇを発電機として動作させ、発電電力を直流電力に変換した上で、バッテリＢＡに蓄積する。【００９１】
本実施形態による回転機は、前述の説明のように、回転電機の小型，高効率であるため、ハイブリッド自動車を低燃費化できる。
【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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【国際調査報告】
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