(57)【要約】【課題】  本発明では、高電圧化に対する十分な絶縁性を満足した上で、低コイルエンド化に伴う固定子コイル立ち上がり部の曲げ角度の増大に対してスロットライナの破れを抑制して絶縁性を維持することができる回転電機の固定子を提供することを目的とする。【解決手段】  複数のスロット２１Ｓが設けられた固定子鉄心２１と、複数のスロット２１Ｓに設けられた複数のセグメント導体２８と、スロット２１Ｓ内に設けられセグメント導体２８を電気的に絶縁するスロットライナ３０２と、を備え、複数のセグメント導体２８の導体端部２８Ｅを接続して環状の固定子コイルを構成する回転電機の固定子２０において、スロットライナ３０２は、隣接するセグメント導体２８間に位置する部分、及び前記部分に対向する部分に、セグメント導体２８を囲む周縁からスロット２１Ｓの内部側に向かって窪む凹部３０３を有する。【選択図】図６
2019205244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスロットが設けられた固定子鉄心と、
前記複数のスロットに設けられた複数のセグメント導体と、
前記スロット内に設けられ前記セグメント導体を電気的に絶縁するスロットライナと、
を備え、
前記複数のセグメント導体の導体端部を接続して環状の固定子コイルを構成する回転電機の固定子において、
前記スロットライナは、隣接するセグメント導体間に位置する部分、及び前記部分に対向する部分に、前記セグメント導体を囲む周縁から前記スロットの内部側に向かって窪む凹部を有することを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機の固定子において、
前記セグメント導体は、１つのスロットに正の偶数であるＮ本が設けられ、
前記セグメント導体の導体端部は、回転電機の軸方向における一方のコイルエンドで周方向に環状に配列され、Ｎ列の環状列を構成する回転電機の固定子。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機の固定子において、
前記複数のセグメント導体の導体端部は溶接により接続される溶接部を有し、
前記スロットライナは、溶接側のコイルエンド及び反溶接側のコイルエンドの両方において、前記凹部が形成されていることを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項４】
請求項３に記載の回転電機の固定子において、
前記セグメント導体は断面が矩形を成し、
前記スロットライナは、前記セグメント導体の断面における矩形の辺毎に、前記固定子鉄心からの飛び出し量が切り替わり、飛び出し量が小さい辺で前記凹部を形成することを特徴とする回転電機の固定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転電機の固定子の絶縁構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機は固定子を備えており、この固定子は複数のスロットが設けられた固定子鉄心とスロットに配置された固定子コイル、および、固定子鉄心と固定子コイルとの間の絶縁を保証するための絶縁シートで成形されたスロットライナと、を有している。ここで、スロットライナはスロット内で固定子コイルの側面を包むように成形されて配置されており、固定子コイルのスロット内部に位置する部分とスロットからスロット外部に出る立ち上り部の所定の範囲とを被覆するように、スロットから所定の長さ突出すように成形されている。近年、電気自動車やハイブリッド電気自動車に用いられる回転電機においては、高出力化及び高効率化を目的とした高電圧化（昇圧による６５０Ｖｄｃ等）、及び小型化を目的とした低コイルエンド化（小型化）の傾向が強まっている。低コイルエンド化のためには、固定子鉄心からの固定子コイルの突出し量を小さくすることが必要であり、固定子鉄心端面から突出す固定子コイル立ち上がり部の曲げ角度を大きくする必要がある。しかし、固定子コイル立ち上がり部の曲げ角度を大きくすると、スロットライナのスロットからの突出し部において破れが発生し易くなり、高電圧の回転電機の絶縁機能低下が懸念される。スロットライナの破れを抑制する対策として、例えば、特開２０１４−１０００３９号公報（特許文献１）では、複数のスロットが設けられた固定子鉄心と、スロットに設けられた固定子コイルとを有し、各々のスロットにＮ本（ただし、Ｎは正の偶数）のセグメント導体が設けられ、固定子コイルは、各々のセグメント導体の導体端部に設けられた溶接部を介して、複数のセグメント導体が接続されて構成され、セグメント導体の導体端部は、軸方向の一方のコイルエンドで周方向に環状に配列され、Ｎ列の環状列を構成し、軸方向の一方のコイルエンドで、少なくとも一対の環状列の間に、絶縁部材が環状に介在する回転電機の固定子において、スロットライナの固定子端面からの飛び出し量をＨｍｍ、コイル曲げ始め部の固定子端面からの距離をＬｍｍとしたとき、ＨとＬとの間に、
Ｈ≧Ｌ≧Ｈ／２
の関係を設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１０００３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
背景技術で述べたように、回転電機における固定子のスロットライナは、絶縁性の高い絶縁シートで成形されており、固定子鉄心のスロット内で固定子コイルの側面を包むように成形され、固定子コイルのスロットからの立ち上り部までを被覆するようにスロットから所定の長さ突出すように成形されている。固定子コイルがスロット内にて径方向に並べられた複数のセグメント導体によって構成されている場合、固定子鉄心とセグメント導体との間の絶縁性のみならず、各々のセグメント導体同士の隣接部における絶縁性を確保する必要がある。この場合、スロットライナは、各々のセグメント導体の側面全周囲を包む形状にしたり、例えば３相交流の場合に、同じスロット内に配置される同相のセグメント導体を塊としてその塊の全周囲を包む形状にしたりすることがある。特に、電気自動車やハイブリッド自動車用のセグメント導体で構成された回転電機には、高出力化及び高効率化を目的とした高電圧対応（昇圧による650Vdc等）のため、スロットライナには各々のセグメント導体の側面全周囲を包む形状を採用し、セグメント導体の絶縁性を高めることが多い。一方、近年の小型化を目的とした低コイルエンド化の対応のため、固定子鉄心端面に対する固定子コイル立ち上がり部の曲げ角度を大きくする結果、スロットライナのスロットからの突出し部において破れが発生し（固定子コイルとの干渉で発生）、絶縁機能低下（外力による破れの伸展で更に低下）が課題となっている。
【０００５】
本発明では、高電圧化に対する十分な絶縁性を満足した上で、低コイルエンド化に伴う固定子コイル立ち上がり部の曲げ角度の増大に対してスロットライナの破れを抑制して絶縁性を維持することができる回転電機の固定子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の回転電機の固定子は、
複数のスロットが設けられた固定子鉄心と、
前記複数のスロットに設けられた複数のセグメント導体と、
前記スロット内に設けられ前記セグメント導体を電気的に絶縁するスロットライナと、
を備え、
前記複数のセグメント導体の導体端部を接続して環状の固定子コイルを構成する回転電機の固定子において、
前記スロットライナは、隣接するセグメント導体間に位置する部分、及び前記部分にの対向する部分に、前記セグメント導体を囲む周縁から前記スロットの内部側に向かって窪む凹部を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、絶縁性の優れた回転電機の固定子を提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例による固定子を含む回転電機の全体構成を示す断面図。
【図２】本発明が適用される固定子の構成を示す斜視図。
【図３Ａ】固定子コイルのセグメント導体を説明する図であり、一つのセグメント導体を示す図。
【図３Ｂ】固定子コイルのセグメント導体を説明する図であり、セグメント導体によるコイル形成を説明する図。
【図３Ｃ】固定子コイルのセグメント導体を説明する図であり、スロット内のセグメント導体の配置を説明する図。
【図４】Ｕ相の固定子コイルを示す斜視図。
【図５】固定子コイルの溶接側コイルエンド部を示す断面斜視図。
【図６】固定子コイルの溶接側コイルエンド部の平面図。
【図７】固定子コイルの反溶接側コイルエンド部の平面図。
【図８】セグメント導体をＢ字形状で囲むスロットライナの平面図。
【図９】セグメント導体をＢ字形状で囲む本発明の実施例に係るスロットライナの斜視図。
【図１０】セグメント導体の凹部の形状を示す展開図。
【図１１】セグメント導体をＳ字形状で囲むスロットライナの平面図。
【図１２】セグメント導体をＳ字形状で囲む本発明の実施例に係るスロットライナの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【００１０】
なお、以下の説明では、回転電機の一例として、ハイブリット自動車に用いられる電動機について説明する。また、以下の説明において、「軸方向」は回転電機の回転軸１３に沿う方向を指す。周方向は回転電機の回転方向に沿う方向を指す。「径方向」は回転電機の回転子の回転中心（回転軸１３の中心）を中心としたときの動径方向（半径方向）を指す。「内周側」は径方向内側（内径側）を指し、「外周側」はその逆方向、すなわち径方向外側（外径側）を指す。
【００１１】
図１は本発明による固定子を備える回転電機を示す断面図である。回転電機１０は、ハウジング５０、固定子２０、固定子鉄心２１と、固定子コイル４０と、回転子１１とから構成される。
【００１２】
ハウジング５０の内周側には、固定子２０が固定されている。固定子２０の内周側には、回転子１１が回転可能に支持されている。ハウジング５０は、炭素鋼など鉄系材料の切削により、または、鋳鋼やアルミニウム合金の鋳造により、または、プレス加工によって円筒状に成形され、回転電機１０の外被を構成している。ハウジング５０は、枠体或いはフレームとも称される。
【００１３】
ハウジング５０の外側には、液冷ジャケット１３０が固定されている。液冷ジャケット１３０の内面とハウジング５０の外面とで、油などの液状の冷媒ＲＦを流す冷媒通路１５３が構成され、この冷媒通路１５３は液漏れしないように形成されている。ハウジング５０は、軸受１４４，１４５を収納しており、軸受ブラケットとも称されている。
【００１４】
直接液体冷却の場合、冷媒ＲＦは、冷媒貯蔵部１５０から冷媒通路１５３を通り、冷媒出口１５４，１５５を通じて固定子２０へ向けて流出し、固定子２０を冷却する。
【００１５】
固定子２０は、固定子鉄心２１と、固定子コイル４０とによって構成されている。固定子鉄心２１は、珪素鋼板の薄板が積層されて作られている。固定子コイル４０は、固定子鉄心２１の内周部に多数個設けられているスロット２１Ｓ（図２参照）に巻回されている。固定子コイル４０からの発熱は、固定子鉄心２１を介して、液冷ジャケット１３０に伝熱され、液冷ジャケット１３０内を流通する冷媒ＲＦにより、放熱される。
【００１６】
回転子１１は、回転子鉄心１２と、回転軸１３とから構成されている。回転子鉄心１２は、珪素鋼板の薄板が積層されて作られている。回転軸１３は、回転子鉄心１２の中心に固定されている。回転軸１３は、ハウジング５０に取り付けられた軸受１４４，１４５により回転自在に保持されており、固定子２０内の所定の位置で、固定子２０に対向した位置で回転する。また、回転子１１には、永久磁石１８と、エンドリング（図示せず）が設けられている。
【００１７】
回転電機１０の組立は、予め、固定子２０をハウジング５０の内側に挿入してハウジング５０の内周壁に取付けておき、その後、固定子２０内に回転子１１を挿入して、回転軸１３がハウジング５０の軸受１４４，１４５に嵌合するようにして、回転子１１をハウジング５０に組み付ける。
【００１８】
図２を用いて、本実施例による回転電機１０に用いる固定子２０の要部の構成について説明する。図２は、本発明が適用される固定子の構成を示す斜視図である。
【００１９】
固定子コイル４０は、断面が略矩形形状の導体（本実施例では銅線）を使用することでスロット内の占積率を向上させることができ、回転電機１０の効率が向上する。
【００２０】
固定子鉄心２１には、内径側（内周側）に開口するスロット２１Ｓが周方向に例えば７２個形成されている。そして、スロットライナ３０２が各スロット２１Ｓに配設され、固定子鉄心２１と固定子コイル４０との電気的絶縁を行う。
【００２１】
スロットライナ３０２は、後述するように、固定子コイル４０を構成する銅線を包装するようにＢ字形状や、Ｓ字形状に成形されている。
【００２２】
図３を用いて、固定子コイル４０の巻線方法について簡単に説明する。図３Ａは、固定子コイルのセグメント導体を説明する図であり、一つのセグメント導体を示す図である。図３Ｂは、固定子コイルのセグメント導体を説明する図であり、セグメント導体によるコイル形成を説明する図である。図３Ｃは、固定子コイルのセグメント導体を説明する図であり、スロット内のセグメント導体の配置を説明する図である。
【００２３】
断面が略矩形のエナメル等で絶縁された銅線を、図３Ａに示すように、反溶接側コイルエンド頂点２８Ｃを折り返し点とする様な、略Ｕ字形状のセグメント導体２８に成型する。本実施例では、図３Ａに示すように、セグメント導体２８は、軸方向から見たときに反溶接側コイルエンド頂点２８Ｃと反溶接側コイルエンドの導体斜行部２８Ｆとが略三角形をなすような形状に成形されている。このとき、反溶接側コイルエンド頂点２８Ｃはセグメント導体２８が略Ｕ字形状を成すように導体の向きを折り返す形状であればよい。セグメント導体２８の形状は、本実施例のように、反溶接側コイルエンド頂点２８Ｃと反溶接側コイルエンドの導体斜行部２８Ｆとが略三角形をなすような形状に限らない。例えば、反溶接側コイルエンド頂点２８Ｃの一部において、導体が固定子鉄心２１の端面と略平行になるような形状（径方向又は周方向から見たとき反溶接側コイルエンド頂点２８Ｃと反溶接側コイルエンドの導体斜行部２８Ｆとが略台形をなすような形状）であっても良い。
【００２４】
そのセグメント導体２８を、固定子鉄心２１の一端面側から軸方向にステータスロット２１Ｓに差し込む。このとき、ステータスロット２１Ｓには既にスロットライナ３０２がＢ字形状やＳ字形状に成形された状態で配置されている。固定子鉄心２１の他端面側に突き出たセグメント導体２８の導体端部２８Ｅを周方向において反溶接側コイルエンド頂点２８Ｃ側とは反側に曲げる。曲げられた導体端部２８Ｅを、所定のスロット離れたところに差し込まれた別のセグメント導体２８の導体端部２８Ｅと、例えば溶接等により、図３Ｂの様に接続する。このとき、セグメント導体２８には、スロット２１Ｓに挿入される部位である導体直線部２８Ｓと、接続相手のセグメント導体の導体端部２８Ｅへ向かって傾斜する部位である導体斜行部２８Ｄとが形成される。スロット２１Ｓ内には２、４、６・・・（２の倍数）本のセグメント導体が挿入される。
【００２５】
図３Ｃは１スロットに４本のセグメント導体Ｄ１〜Ｄ４が挿入された例であるが、断面が略矩形の導体のため、スロット２１Ｓ内の占積率を向上させることが出来、回転電機１０の効率が向上する。２１Ｔは回転子鉄心２１に構成されるティースであり、スロット２１Ｓは隣接する２つのティース２１Ｔ間に形成される。各スロットに配置されるセグメント導体はほぼ２８Ｒ１〜２８Ｒ４で示す半径位置に配置される。
【００２６】
図４は、Ｕ相の固定子コイル４０を示す斜視図である。図４では、図３Ｂの接続作業をセグメント導体２８が環状となるまで繰り返し、一相分（例としてＵ相）のコイル４０を形成したときの図である。なお図４では、固定子鉄心２１の記載は省略している。
【００２７】
一相分のコイル４０は導体端部２８Ｅが軸方向の一方に集まるように構成され、導体端部２８Ｅの集まる溶接側コイルエンド６２と、反溶接側コイルエンド６１とを形成する。一相分のコイル４０には、一端に各相のターミナル（図４の例ではＵ相のターミナル４２Ｕ）、他端に中性線４１が形成される。各相のターミナル４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗは図２に示すように周方向の１ヶ所に集められる。
【００２８】
図５を用いて、回転電機１０に用いる固定子２０の溶接部（溶接側コイルエンド６２）の詳細構成について説明する。図５は、固定子コイルの溶接側コイルエンド部を示す断面斜視図である。
【００２９】
セグメント導体２８の導体端部２８Ｅは、回転電機１０の軸方向における一方のコイルエンドで周方向に環状に配列され、Ｎ列の環状列を構成する。
【００３０】
固定子コイル４０は、コイル間の絶縁のため、絶縁紙３００が環状に配置され、溶接部間の絶縁のため、絶縁紙３０１が環状に配置される。
【００３１】
絶縁紙が配置された後、固定子コイル４０の全体を樹脂部材で覆って絶縁を強化する。もしくは、固定子コイル４０の全体又は一部に第１の樹脂部材（例えばポリエステルやエポキシ液体ワニス）を滴下し、硬化させる。溶接部の絶縁の強化のため、溶接部近傍は第２の樹脂部材（例えばエポキシ系粉体ワニス）で覆っても良い。
【００３２】
図６は、固定子コイルの溶接側コイルエンド部の平面図である。
【００３３】
図６では、溶接側コイルエンド６２におけるスロットライナ３０２の固定子端面２１Ａからの飛び出し量Ｌ３０２とコイル曲げ始め部２８Ｇの固定子端面２１Ａからの距離Ｌ２８Ｇについて示している。固定子端面２１Ａと固定子コイル４０との間の絶縁のため、スロットライナ３０２は固定子端面２１Ａからある程度飛び出させることが望ましい。コイル曲げ始め部２８Ｇの固定子端面２１Ａからの距離Ｌ２８Ｇが短いほどコイルエンドを短く出来、固定子を小型化できるが、距離Ｌ２８Ｇが短いと、スロットライナ３０２の端部が変形し、大きく広がる部位が形成される。この部位の変形量が、絶縁紙の延び量の範囲内であれば、絶縁は維持されるが、許容値を超えると絶縁紙が破け、絶縁性が低下する。
【００３４】
発明者らは、スロットライナ３０２の端部において、隣接するセグメント導体間の部分に凹部３０３を形成し、かつその対向面（反対側の面）にも凹部を形成する事により、コイルを捻り成形した際に、スロットライナ３０２が伸びやすくなり（広がり易くなり）、破れにくくなることを見出した。凹部３０３はセグメント導体２８を囲む周縁３０２Ｋからスロット２１Ｓの内部側に向かって窪む凹部として構成される。言い換えると、凹部３０３は、スロットライナ３０２におけるスロット２１Ｓからの飛び出し方向の周縁３０２Ｋから、飛び出し方向とは逆方向に向かって窪む凹部として構成される。
【００３５】
図７は、固定子コイルの反溶接側コイルエンド部の平面図である。
【００３６】
図７は反溶接側コイルエンド６１側を示しているが、反溶接側コイルエンド６１側にも導体斜行部２８Ｆが設けられているため、セグメント導体２８をスロット２１Ｓに挿入する際に、導体斜行部２８Ｆと導体直線部２８Ｓとの境界部２８Ｈがスロットライナ３０２に達した位置からさらにセグメント導体２８をスロット２１Ｓ内に挿入すると、スロットライナ３０２の端部が変形し、大きく広げられる。
【００３７】
このため、反溶接側コイルエンド６１側のスロットライナ３０２の端部においても、隣接するセグメント導体間の部分に凹部３０３を形成し、かつその対向面（反対側の面）にも凹部を形成する事により、スロットライナ３０２を破れ難くすることができる。
【００３８】
図８は、セグメント導体をＢ字形状で囲むスロットライナの平面図である。図９は、セグメント導体をＢ字形状で囲む本発明の実施例に係るスロットライナの斜視図である。なお、図８及び図９において、ＡＲ１は周方向を示し、ＡＲ２は径方向を示している。
【００３９】
図８は、スロット２１Ｓ内に形成されたＢ字形状のスロットライナ３０２を軸方向（セグメント導体２８の挿入方向）から見た図であり、スロットライナ３０２はセグメント導体２８の矩形断面の各辺に沿って、辺３０２Ａ〜３０２Ｈを有している。図８及び図９では説明を簡単にするために、スロット２１Ｓ内に挿入されるセグメント導体２８が２本の場合を示している。
【００４０】
辺３０２Ａ及び辺３０２Ｈは、スロットライナ３０２において、隣接するセグメント導体間に位置する部分である。辺３０２Ｃ及び辺３０２Ｆは、隣接するセグメント導体間の部分に対向する部分（対向面）である。辺３０２Ｂ、辺３０２Ｄ、辺３０２Ｅ及び辺３０２Ｇは、セグメント導体２８の曲がり方向（斜行方向）又はその反対方向に位置する部分である。
【００４１】
図９に示すように、辺３０２Ａ、辺３０２Ｃ、辺３０２Ｆ及び辺３０２Ｈに凹部３０３が形成される。特に本実施例では、辺３０２Ａ、辺３０２Ｃ、辺３０２Ｆ及び辺３０２Ｈは辺の全体が他の辺３０２Ｂ，３０２Ｄ，３０２Ｅ，３０２Ｇよりも低くなるように形成されることで、凹部３０３が形成される。すなわちスロットライナ３０２は、セグメント導体２８の断面における矩形の辺毎に、固定子鉄心２１からの飛び出し量Ｌ３０２（図６参照）が切り替わり、飛び出し量が小さい辺３０２Ａ，３０２Ｃ，３０２Ｆ，３０２Ｈで凹部３０３を形成する。
【００４２】
辺３０２Ａ、辺３０２Ｃ、辺３０２Ｆ及び辺３０２Ｈは、凹部３０３が形成されて、辺３０２Ｂ，３０２Ｄ，３０２Ｅ，３０２Ｇよりも低く形成されることにより、辺３０２Ｂ，３０２Ｄ，３０２Ｅ，３０２Ｇが広がり易くなり、且つ辺３０２Ｂ，３０２Ｄ，３０２Ｅ，３０２Ｇは高さ方向において、セグメント導体２８の広い範囲を覆うことができるため、絶縁の信頼性が向上する。
【００４３】
図１０は、セグメント導体の凹部の形状を示す展開図である。図１０では、凹部３０３が設けられる辺３０２Ａと辺３０２Ａに隣接し凹部３０３が設けられない辺３０２Ｂとを示している。図１０に示すように、辺３０２Ａと辺３０２Ｂとの接続部３０２Ｘに円弧部を設けるとよい。すなわち、辺３０２Ｂから辺３０２Ａに向かって下降する段差部３０２Ｙと辺３０２Ａとを滑らかな曲線（円弧）３０２Ｘで接続するとよい。これにより、辺３０２Ｂの部分が広げられる際に、接続部３０２Ｘが破れ難くなる。
【００４４】
辺３０２Ａと辺３０２Ｂとを円弧部３０２Ｘで接続する構成は、凹部３０３が設けられる辺とこの辺に隣接して凹部３０３が設けられない辺の、任意の２つの辺の間に設けることができる。
【００４５】
図１１は、セグメント導体をＳ字形状で囲むスロットライナの平面図である。図１２は、セグメント導体をＳ字形状で囲む本発明の実施例に係るスロットライナの斜視図である。なお、図８及び図９において、ＡＲ１は周方向を示し、ＡＲ２は径方向を示している。
【００４６】
図１１は、スロット２１Ｓ内に形成されたＳ字形状のスロットライナ３０２を軸方向（セグメント導体２８の挿入方向）から見た図であり、スロットライナ３０２はセグメント導体２８の矩形断面の各辺に沿って、辺３０２ａ〜３０２ｇを有している。図１１及び図１２では説明を簡単にするために、スロット２１Ｓ内に挿入されるセグメント導体２８が２本の場合を示している。
【００４７】
辺３０２ｄは、スロットライナ３０２において、隣接するセグメント導体間に位置する部分である。辺３０２ｂ及び辺３０２ｆは、隣接するセグメント導体間の部分に対向する部分（対向面）である。辺３０２ａ、辺３０２ｃ、辺３０２ｅ及び辺３０２ｇは、セグメント導体２８の曲がり方向（斜行方向）又はその反対方向に位置する部分である。
【００４８】
図１２に示すように、辺３０２ｂ、辺３０２ｄ及び辺３０２ｆに凹部３０３が形成される。特に本実施例では、辺３０２ｂ、辺３０２ｄ及び辺３０２ｆは辺の全体が他の辺３０２ａ、辺３０２ｃ、辺３０２ｅ及び辺３０２ｇよりも低くなるように形成されることで、凹部３０３が形成される。すなわちスロットライナ３０２は、セグメント導体２８の断面における矩形の辺毎に、固定子鉄心２１からの飛び出し量Ｌ３０２（図６参照）が切り替わり、飛び出し量が小さい辺３０２ｂ，３０２ｄ，３０２ｆで凹部３０３を形成する。
【００４９】
辺３０２ｂ、辺３０２ｄ及び辺３０２ｆは、凹部３０３が形成されて、辺３０２ａ、辺３０２ｃ、辺３０２ｅ及び辺３０２ｇよりも低く形成されることにより、辺３０２ａ、辺３０２ｃ、辺３０２ｅ及び辺３０２ｇが広がり易くなり、且つ辺３０２ａ、辺３０２ｃ、辺３０２ｅ及び辺３０２ｇは高さ方向において、セグメント導体２８の広い範囲を覆うことができるため、絶縁の信頼性が向上する。
【００５０】
本実施例の回転電機１０は、固定子２０と、固定子２０の内側に回転可能なように配置された回転子１１とを備える。固定子２０は、複数のスロット２１Ｓが設けられた固定子鉄心２１と、スロット２１Ｓに配置された固定子コイル４０と、固定子鉄心２１と固定子コイル４０との間の電気的絶縁を保証するための絶縁シートで成形されたスロットライナ３０２と、を有している。固定子コイル４０は、スロット２１Ｓ内にて径方向に並べられた複数のセグメント導体２８の端部２８Ｅに設けられた溶接部を介して接続されて構成される。スロットライナ３０２は固定子コイル４０のスロット２１Ｓからの立ち上り部までを被覆するようにスロット２１Ｓから所定の長さＬ３０２突出すように成形されている。スロットライナ３０２の断面形状が各々のセグメント導体２８の側面全周囲を包む形状、もしくは電流電圧波形が同相のセグメント導体２８を塊として包む形状である場合に、スロット２１Ｓから突出した端部に対して、隣接するセグメント導体間に凹部３０３が形成され、かつその対向面にも凹部３０３を形成する事により、コイル４０を捻り成形した際に、スロットライナ３０２を伸びやすくし、破れにくくする事で、固定子２０としての絶縁性を向上させる。
【００５１】
上述した実施例の構成により、スロットライナ３０２に破れが生じないため、電気自動車やハイブリッド電気自動車に求められる絶縁性を満足した回転電機が得られる。
【００５２】
以上においては、永久磁石式の回転電機において説明を行ったが、本発明の特徴は固定子のコイルエンド溶接部に関するものであるため、回転子は永久磁石式でなく、インダクション式や、シンクロナスリラクタンス、爪磁極式等にも適用可能である。また、巻線方式においては波巻方式の実施例について説明したが、同様の特徴を持つ巻線方式であれば、適用可能である。また、内転型で説明を行っているが、外転型でも同様に適用可能である。
【００５３】
以上で説明したように、本発明によれば、小型高出力であるにも関わらず、絶縁性が優れた回転電機の固定子を提供することができる。
【００５４】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１０…回転電機、２０…固定子、２１…固定子鉄心、２１Ｓ…スロット、２８…セグメント導体、２８Ｅ…セグメント導体の導体端部、４０…固定子コイル、６１…反溶接側コイルエンド、６２…溶接側コイルエンド、３０２…スロットライナ、３０３…凹部。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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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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