(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスロットを有する固定子コアと、前記スロットに挿入されるスロット挿入部を有する固定子コイルと、を備える回転電機の固定子であって、
前記固定子コイルは、前記固定子コイルの前記固定子コア端面から突出した部位の頂点において、前記固定子コア端面と平行な平面部を有し、
前記平面部と前記固定子コア端面との両端にあるコイル中間部位において、
片側の中間部位には１種の中間部位を有し、もう片側の中間部位には２種の中間部位を有し、
前記スロットは、前記固定子コアの周方向に並ぶ複数のレイヤを有し、
ｎを自然数とすると、
前記１種の中間部位側の前記スロット挿入部は、前記レイヤのうち前記固定子コアの内周側から2n-1番目のレイヤに位置し、
前記２種の中間部位側の前記スロット挿入部は、前記レイヤのうち前記固定子コアの内周側から2n番目のレイヤに位置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１種の中間部位は、前記固定子コアの内周側に設けられ、
前記２種の中間部位は、前記固定子コアの外周側に設けられる回転電機の固定子。
【請求項３】
請求項１に記載の回転電機の固定子において、
前記固定子コアの端面と前記２種の中間部位を有する中間部位の前記固定子コア端面側の中間部位との角度は、前記固定子コアの端面と前記１種の中間部位を有する中間部位との角度より小さい回転電機の固定子。
【請求項４】
請求項１に記載の回転電機の固定子において、
前記固定子コアの端面と前記２種の中間部位を有する中間部位の固定子コア端面側の中間部位との角度は、前記固定子コアの端面と前記１種の中間部位を有する中間部位との角度より小さい回転電機の固定子。
【請求項５】
請求項１に記載の回転電機の固定子において、
前記固定子コアの端面と前記２種の中間部位を有する中間部位の前記平面側の中間部位との角度は、前記固定子コアの端面と前記１種の中間部位を有する中間部位との角度より大きい回転電機の固定子。
【請求項６】
請求項１に記載の回転電機の固定子において、
前記固定子コアの端面と前記２種の中間部位を有する中間部位の前記平面側の中間部位との角度は、前記固定子コアの端面と前記１種の中間部位を有する中間部位との角度より大きい回転電機の固定子。
【請求項７】
請求項３に記載の回転電機の固定子において、
前記固定子コアの端面と前記２種の中間部位を有する中間部位の前記平面側の中間部位との角度は、前記固定子コアの端面と前記１種の中間部位を有する中間部位との角度より大きい回転電機の固定子。
【請求項８】
請求項４に記載の回転電機の固定子において、
前記固定子コアの端面と前記２種の中間部位を有する中間部位の前記平面側の中間部位との角度は、前記固定子コアの端面と前記１種の中間部位を有する中間部位との角度より大きい回転電機の固定子。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の回転電機の固定子において、
前記固定子コアの内周側から見た場合に、
前記固定子コイルのうち所定の第１固定子コイルの前記２種の中間部位と、
前記第１固定子コイルに隣接する第２固定子コイルの前記平面部と、
前記第２固定子コイルの前記中間部位と、に囲まれて形成される領域を備え、
前記第２固定子コイルと隣接する第３固定子コイルは、前記領域と重なる位置に配置される回転電機の固定子。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の回転電機の固定子において、
前記固定子コイルに直接する冷媒を備える回転電機の固定子。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の回転電機の固定子において、
断面形状が角型である回転電機の固定子。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の回転電機の固定子において、
前記固定子コイルの端末部にコイル同士を繋ぐ溶接部が設けられる回転電機の固定子。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかに記載の回転電機の固定子において、
前記固定子コアの全周に渡り、連続して巻回される回転電機の固定子。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかに記載の回転電機の固定子を備える回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータや発電機等の回転電機の固定子、及びこれを備えた回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２０１１−２３４４８２号公報（特許文献１）がある。この公報には、「固定子コイルのコイルエンドの大型化を抑制しつつ、固定子コイルを構成する導線の絶縁皮膜へのダメージを軽減し得るようにした回転電機の固定子を提供する。導線のターン部は、第１スロットから固定子コアの軸方向と平行な方向に突出する突出部と、突出部の先端から周方向に屈曲する第１屈曲部を介して第１スロットから所定間隔（１磁極ピッチ）離れた第ｋスロット（他方のスロット）に向けて９０度未満の角度で斜めに延びるスロープ部と、スロープ部の先端から固定子コアの軸方向と平行な方向に屈曲し第ｋスロットに収容されたスロット収容部に繋がる第２屈曲部とからなる。これにより、ターン部は、屈曲部が２箇所に形成され、周方向において非対称な形状にされている」と記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２３４４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に示される技術では、固定子コイルの線径が大きくなると、第１スロットから第２スロットに移行する際に隣接するコイル同士が干渉し易くなってしまう。干渉を避けるためにはスロット移行の際に導線を多く屈曲させる必要があるが、コイル表面を被覆している絶縁被膜を損傷し易くなる虞がある。この対策として絶縁被膜を厚くすると、スロット内の導体占積率が小さくなり、効率が低下する上に隣接導体間の干渉により低コイルエンド化が難しくなってしまうという課題があった。
【０００５】
そこで本発明は、固定子コイルのコイルエンドにおける隣接導体間の干渉を避けつつ、コイルエンドの高さを抑えた回転電機の固定子、及びこれを備えた回転電機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】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
【０００７】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、複数のスロットを有する固定子コアと、前記スロットに挿入された固定子コイルとを備える回転電機の固定子であって、前記固定子コイルの前記固定子コア端面から突出した部位の頂点において、前記固定子コア端面と平行な平面部を有し、前記平面部と前記固定子コア端面との両端にあるコイル中間部位において、片側の中間部位には１種の中間部位を有し、もう片側の中間部位には２種の中間部位を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、反接続側コイルエンドの軸方向高さを抑制しつつ、冷却性の高い固定子コイルを備えた回転電機の固定子、及びこれを備えた回転電機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、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の回転電機を搭載したハイブリッド型電気自動車の概略構成図。
【図２】電力変換装置６００の回路図。
【図３】本実施形態の回転電機の断面図。
【図４】本実施形態の固定子２３０および回転子２５０のｒ−θ断面図。
【図５】本実施形態の固定子２３０の反接続側コイルエンド２４２から見た斜視図。
【図６】本実施形態の固定子２３０の１スロットのｒ−θ断面を拡大した概略図。
【図７】本実施形態の固定子コア２３２に組み付け前のセグメントコイル２４３を固定子コア内周側から見た図。
【図８（ａ）】本実施形態の固定子２３０の反接続側コイルエンド２４１を外周側から見た図。
【図８（ｂ）】本実施形態の固定子２３０の反接続側コイルエンド２４１を内周側から見た図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【００１１】
本実施形態では、例えば電気自動車の走行用モータとして好適である。本発明による回転電機は、回転電機のみによって走行する純粋な電気自動車や、エンジンと回転電機の双方によって駆動されるハイブリッド型の電気自動車にも適用できるが、以下ではハイブリッド型の電気自動車を例に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態の回転電機を搭載したハイブリッド型電気自動車の概略構成を示す図である。車両１００には、エンジン１２０と第１の回転電機２００と第２の回転電機２０２とバッテリ１８０とが搭載されている。バッテリ１８０は、回転電機２００，２０２による駆動力が必要な場合には電力変換装置６００を介して回転電機２００，２０２に直流電力を供給し、回生走行時には回転電機２００，２０２から直流電力を受ける。バッテリ１８０と回転電機２００，２０２との間の直流電力の授受は、電力変換装置６００を介して行われる。また、図示していないが、車両には低電圧電力（例えば、１４ボルト系電力）を供給するバッテリが搭載されており、以下に説明する制御回路に直流電力を供給する。
【００１３】
エンジン１２０および回転電機２００，２０２による回転トルクは、変速機１３０とデファレンシャルギア１６０を介して前輪１１０に伝達される。変速機１３０は変速機制御装置１３４により制御され、エンジン１２０はエンジン制御装置１２４により制御される。バッテリ１８０は、バッテリ制御装置１８４により制御される。変速機制御装置１３４、エンジン制御装置１２４、バッテリ制御装置１８４、電力変換装置６００および統合制御装置１７０は、通信回線１７４によって接続されている。
【００１４】
統合制御装置１７０は、変速機制御装置１３４，エンジン制御装置１２４，電力変換装置６００およびバッテリ制御装置１８４よりも上位の制御装置であり、変速機制御装置１３４，エンジン制御装置１２４，電力変換装置６００およびバッテリ制御装置１８４の各状態を表す情報を、通信回線１７４を介してそれらからそれぞれ受け取る。統合制御装置１７０は、取得したそれらの情報に基づき各制御装置の制御指令を演算する。演算された制御指令は通信回線１７４を介してそれぞれの制御装置へ送信される。
【００１５】
高電圧のバッテリ１８０はリチウムイオン電池あるいはニッケル水素電池などの２次電池で構成され、２５０ボルトから６００ボルト、あるいはそれ以上の高電圧の直流電力を出力する。バッテリ制御装置１８４は、バッテリ１８０の充放電状況やバッテリ１８０を構成する各単位セル電池の状態を、通信回線１７４を介して統合制御装置１７０に出力する。
【００１６】
統合制御装置１７０は、バッテリ制御装置１８４からの情報に基づいてバッテリ１８０の充電が必要と判断すると、電力変換装置６００に発電運転の指示を出す。また、統合制御装置１７０は、主に、エンジン１２０および回転電機２００，２０２の出力トルクの管理、エンジン１２０の出力トルクと回転電機２００，２０２の出力トルクとの総合トルクやトルク分配比の演算処理を行い、その演算処理結果に基づく制御指令を、変速機制御装置１３４，エンジン制御装置１２４および電力変換装置６００へ送信する。電力変換装置６００は、統合制御装置１７０からのトルク指令に基づき、指令通りのトルク出力あるいは発電電力が発生するように回転電機２００，２０２を制御する。
【００１７】
電力変換装置６００には、回転電機２００，２０２を運転するためのインバータを構成するパワー半導体が設けられている。電力変換装置６００は、統合制御装置１７０からの指令に基づきパワー半導体のスイッチング動作を制御する。このパワー半導体のスイッチング動作により、回転電機２００，２０２は電動機としてあるいは発電機として運転される。
【００１８】
回転電機２００，２０２を電動機として運転する場合は、高電圧のバッテリ１８０からの直流電力が電力変換装置６００のインバータの直流端子に供給される。電力変換装置６００は、パワー半導体のスイッチング動作を制御して供給された直流電力を３相交流電力に変換し、回転電機２００，２０２に供給する。一方、回転電機２００，２０２を発電機として運転する場合には、回転電機２００，２０２の回転子が外部から加えられる回転トルクで回転駆動され、回転電機２００，２０２の固定子巻線に３相交流電力が発生する。発生した３相交流電力は電力変換装置６００で直流電力に変換され、その直流電力が高電圧のバッテリ１８０に供給されることにより、バッテリ１８０が充電される。
図２は、図１の電力変換装置６００の回路図を示す。電力変換装置６００には、回転電機２００のための第１のインバータ装置と、回転電機２０２のための第２のインバータ装置とが設けられている。第１のインバータ装置は、パワーモジュール６１０と、パワーモジュール６１０の各パワー半導体２１のスイッチング動作を制御する第１の駆動回路６５２と、回転電機２００の電流を検知する電流センサ６６０とを備えている。駆動回路６５２は駆動回路基板６５０に設けられている。
【００１９】
一方、第２のインバータ装置は、パワーモジュール６２０と、パワーモジュール６２０における各パワー半導体２１のスイッチング動作を制御する第２の駆動回路６５６と、回転電機２０２の電流を検知する電流センサ６６２とを備えている。駆動回路６５６は駆動回路基板６５４に設けられている。制御回路基板６４６に設けられた制御回路６４８、コンデンサモジュール６３０およびコネクタ基板６４２に実装された送受信回路６４４は、第１のインバータ装置と第２のインバータ装置とで共通に使用される。
【００２０】
パワーモジュール６１０，６２０は、それぞれ対応する駆動回路６５２，６５６から出力された駆動信号によって動作する。パワーモジュール６１０，６２０は、それぞれバッテリ１８０から供給された直流電力を三相交流電力に変換し、その電力を対応する回転電機２００，２０２の電機子巻線である固定子巻線に供給する。また、パワーモジュール６１０，６２０は、回転電機２００，２０２の固定子巻線に誘起された交流電力を直流に変換し、高電圧バッテリ１８０に供給する。
【００２１】
パワーモジュール６１０，６２０は図２に記載のごとく３相ブリッジ回路を備えており、３相に対応した直列回路が、それぞれバッテリ１８０の正極側と負極側との間に電気的に並列に接続されている。各直列回路は上アームを構成するパワー半導体２１と下アームを構成するパワー半導体２１とを備え、それらのパワー半導体２１は直列に接続されている。パワーモジュール６１０とパワーモジュール６２０とは、図２に示す如く回路構成がほぼ同じであり、ここではパワーモジュール６１０で代表して説明する。
【００２２】
本実施形態では、スイッチング用パワー半導体素子としてＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）２１を用いている。ＩＧＢＴ２１は、コレクタ電極，エミッタ電極及びゲート電極の３つの電極を備えている。ＩＧＢＴ２１のコレクタ電極とエミッタ電極との間にはダイオード３８が電気的に接続されている。ダイオード３８は、カソード電極及びアノード電極の２つの電極を備えており、ＩＧＢＴ２１のエミッタ電極からコレクタ電極に向かう方向が順方向となるように、カソード電極がＩＧＢＴ２１のコレクタ電極に、アノード電極がＩＧＢＴ２１のエミッタ電極にそれぞれ電気的に接続されている。
【００２３】
なお、スイッチング用パワー半導体素子として、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体型電界効果トランジスタ）を用いてもよい。ＭＯＳＦＥＴは、ドレイン電極，ソース電極及びゲート電極の３つの電極を備えている。ＭＯＳＦＥＴの場合には、ソース電極とドレイン電極との間に、ドレイン電極からソース電極に向かう方向が順方向となる寄生ダイオードを備えているので、図２のダイオード３８を設ける必要がない。
【００２４】
各相のアームは、ＩＧＢＴ２１のエミッタ電極とＩＧＢＴ２１のコレクタ電極とが電気的に直列に接続されて構成されている。なお、本実施形態では、各相の各上下アームのＩＧＢＴを１つしか図示していないが、制御する電流容量が大きいので、実際には複数のＩＧＢＴが電気的に並列に接続されて構成されている。以下では、説明を簡単にするため、１個のパワー半導体として説明する。
【００２５】
図２に示す例では、各相の各上下アームはそれぞれ３個のＩＧＢＴによって構成されている。各相の各上アームのＩＧＢＴ２１のコレクタ電極はバッテリ１８０の正極側に、各相の各下アームのＩＧＢＴ２１のソース電極はバッテリ１８０の負極側にそれぞれ電気的に接続されている。各相の各アームの中点（上アーム側ＩＧＢＴのエミッタ電極と下アーム側のＩＧＢＴのコレクタ電極との接続部分）は、対応する回転電機２００，２０２の対応する相の電機子巻線（固定子巻線）に電気的に接続されている。
【００２６】
駆動回路６５２，６５６は、対応するインバータ装置６１０，６２０を制御するための駆動部を構成しており、制御回路６４８から出力された制御信号に基づいて、ＩＧＢＴ２１を駆動させるための駆動信号を発生する。それぞれの駆動回路６５２，６５６で発生した駆動信号は、対応するパワーモジュール６１０，６２０の各パワー半導体素子のゲートにそれぞれ出力される。駆動回路６５２，６５６には、各相の各上下アームのゲートに供給する駆動信号を発生する集積回路がそれぞれ６個設けられており、６個の集積回路を１ブロックとして構成されている。
【００２７】
制御回路６４８は各インバータ装置６１０，６２０の制御部を構成しており、複数のスイッチング用パワー半導体素子を動作（オン・オフ）させるための制御信号（制御値）を演算するマイクロコンピュータによって構成されている。制御回路６４８には、上位制御装置からのトルク指令信号（トルク指令値）、電流センサ６６０，６６２のセンサ出力、回転電機２００，２０２に搭載された回転センサのセンサ出力が入力される。制御回路６４８はそれらの入力信号に基づいて制御値を演算し、駆動回路６５２，６５６にスイッチングタイミングを制御するための制御信号を出力する。
【００２８】
コネクタ基板６４２に実装された送受信回路６４４は、電力変換装置６００と外部の制御装置との間を電気的に接続するためのもので、図１の通信回線１７４を介して他の装置と情報の送受信を行う。コンデンサモジュール６３０は、ＩＧＢＴ２１のスイッチング動作によって生じる直流電圧の変動を抑制するための平滑回路を構成するもので、第１のパワーモジュール６１０や第２のパワーモジュール６２０における直流側の端子に電気的に並列に接続されている。
【００２９】
図３は、図１の回転電機２００のｒ−Ｚ断面図を示す。なお、回転電機２００と回転電機２０２とはほぼ同じ構造を有しており、以下では回転電機２００の構造を代表例として説明する。ただし、以下に示す構造は回転電機２００，２０２の双方に採用されている必要はなく、一方だけに採用されていても良い。
【００３０】
ハウジング２１２の内部には固定子２３０が保持されており、固定子２３０は固定子コア２３２と固定子巻線２３８とを備えている。固定子コア２３２の内周側には、回転子２８０が空隙２２２を介して回転可能に保持されている。回転子２８０は、シャフト２１８に固定された回転子コア２８２と、永久磁石２８４と、非磁性体のあて板２２６とを備えている。ハウジング２１２は軸受２１６が設けられた一対のエンドブラケット２１４を有しており、シャフト２１８はこれらの軸受２１６により回転自在に保持されている。
【００３１】
シャフト２１８には、回転子２８０の極の位置や回転速度を検出するレゾルバ２２４が設けられている。このレゾルバ２２４からの出力は、図２に示した制御回路６４８に取り込まれる。制御回路６４８は、取り込まれた出力に基づいて制御信号を駆動回路６５２に出力する。駆動回路６５２は、その制御信号に基づく駆動信号をパワーモジュール６１０に出力する。パワーモジュール６１０は、制御信号に基づきスイッチング動作を行い、バッテリ１８０から供給される直流電力を３相交流電力に変換する。この３相交流電力は図３に示した固定子巻線２３８に供給され、回転磁界が固定子２３０に発生する。３相交流電流の周波数はレゾルバ２２４の出力値に基づいて制御され、３相交流電流の回転子２８０に対する位相も同じくレゾルバ２２４の出力値に基づいて制御される。
【００３２】
図４は固定子２３０および回転子２８０のｒ−θ断面を示す図であり、図３のＡ−Ａ断面図を示したものである。なお、図４ではハウジング２１２、シャフト２１８および固定子巻線２３８の記載を省略した。固定子コア２３２の内周側には、多数のスロット２３７とティース２３６とが全周に渡って均等に配置されている。図４では、スロットおよびティースの全てに符号を付すことはせず、代表して一部のティースとスロットにのみに符号を付した。スロット２３７内にはスロット絶縁材（図示省略）が設けられ、図３の固定子巻線２３８を構成するＵ相、Ｖ相、Ｗ相の複数の相巻線が装着されている。本実施形態では、毎極毎相スロット数が２であるため、スロット２３７は等間隔に７２個形成されている。この毎極毎相スロット数とは、各スロット２３７のＵ相、Ｖ相、Ｗ相がθ方向にＵ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｗ相、・・・と２つずつ並ぶように相を配置することを意味し、１極のＵ相、Ｖ相、Ｗ相で６つのスロット２３７を使うことになる。本実施形態では、後述する永久磁石２８４がθ方向に１２個並ぶ１２極であるため、固定子コア２３２のスロット２３７の数は６×１２の７２個となっている。
【００３３】
回転子コア２８２の外周近傍には、矩形の磁石を挿入するための複数の穴２８３がθ方向に沿って等間隔に１２個配設されている。各穴２８３はｚ方向に沿って形成されており、その穴２８３には永久磁石２８４がそれぞれ埋め込まれ、接着剤などで固定されている。穴２８３のθ方向の幅は、永久磁石２８４（２８４ａ，２８４ｂ）のθ方向の幅よりも大きく設定されており、永久磁石２８４の両側の穴空間２８７は磁気的空隙として機能する。この穴空間２８７は接着剤を埋め込んでも良いし，成型用樹脂で永久磁石２８４と一体に固めても良い。永久磁石２８４は回転子２８０の界磁極として作用し、本実施形態では１２極構成となっている。
【００３４】
永久磁石２８４の磁化方向は径方向を向いており、界磁極毎に磁化方向の向きが反転している。すなわち、永久磁石２８４ａの固定子側面がＮ極、軸側の面がＳ極であったとすれば、隣の永久磁石２８４ｂの固定子側面はＳ極、軸側の面はＮ極となっている。そして、これらの永久磁石２８４ａ，２８４ｂがθ方向に交互に配置されている。
【００３５】
永久磁石２８４は、磁化した後に穴２８３に挿入しても良いし、回転子コア２８２の穴２８３に挿入した後に強力な磁界を与えて磁化するようにしても良い。ただし、磁化後の永久磁石２８４は強力な磁石なので、回転子２８０に永久磁石２８４を固定する前に磁石を着磁すると、永久磁石２８４の固定時に回転子コア２８２との間に強力な吸引力が生じて組み付け作業の妨げとなる。また、永久磁石２８４の強力な吸引力により、永久磁石２８４に鉄粉などのごみが付着するおそれがある。そのため、回転電機の生産性を考慮した場合、永久磁石２８４を回転子コア２８２に挿入した後に磁化するのが好ましい。
【００３６】
なお、永久磁石２８４には、ネオジウム系，サマリウム系の焼結磁石やフェライト磁石，ネオジウム系のボンド磁石などを用いることができる。永久磁石２８４の残留磁束密度は０.４〜１.４Ｔ程度である。
【００３７】
３相交流電流を固定子巻線２３８に流すことにより回転磁界が固定子２３０に発生すると、この回転磁界が回転子２８０の永久磁石２８４ａ，２８４ｂに作用してトルクが生じる。このトルクは、永久磁石２８４から出される磁束のうち各相巻線に鎖交する成分と、各相巻線に流れる交流電流の鎖交磁束に直交する成分の積で表される。ここで、交流電流は正弦波状になるように制御されているので、鎖交磁束の基本波成分と交流電流の基本波成分の積がトルクの時間平均成分となり、鎖交磁束の高調波成分と交流電流の基本波成分の積がトルクの高調波成分であるトルクリプルとなる。つまり、トルクリプルを低減するには、鎖交磁束の高調波成分を低減すればよい。言い換えれば、鎖交磁束と回転子の回転する角速度の積が誘起電圧であるから、鎖交磁束の高調波成分を低減することは、誘起電圧の高調波成分を低減することに等しい。
【００３８】
図５は固定子２３０の斜視図である。本実施形態では、固定子コア２３２に複数の略Ｕ字形状のセグメントコイル２４３を用いて、セグメントコイル２４３を波状に巻回す波巻で固定子巻線２３８を形成している。固定子コア２３２の両端面には、セグメントコイル２４３の端末部を接続する接続側コイルエンド２４１と、セグメントコイル２４３のＵ字の底となる箇所によって形成される反接続側コイルエンド２４２が形成されている。本実施形態では、スロット２３７は７２個なので、周方向に７２個のセグメントコイル２４３が並ぶように挿入される。また周方向に７２個挿入されたセグメントコイル２４３を１つの巻線群としたとき、本実施形態では固定子コア２３２の最内周から第１巻線群とした場合、第１巻線群２４２ａ、第２巻線群２４２ｂ 、第３巻線群２４２ｃ 、第４巻線群２４２ｄの４つ巻線群で構成されている。
【００３９】
図６は固定子２３０の１スロットのｒ−Θ断面を拡大した概略図であり、固定子コア２３２とセグメントコイル２４３間に設けるスロット絶縁材は省略した簡略図となっている。図６のように、固定子コア２３２には、複数の層となるようにセグメントコイル２４３が配置されている。本実施形態では、ｒ方向に内周側（図下部）から順にレイヤ１〜レイヤ８からなるように配置されている。反接続側コイルエンド２４２では４つの巻線群により構成されているが、第１巻線群２４２ａはレイヤ１とレイヤ２、第２巻線群２４２ｂはレイヤ３とレイヤ４、第３巻線群２４２ｃはレイヤ５とレイヤ６、第４巻線群２４２ｄはレイヤ７と８レイヤに挿入されている 。本実施形態では断面が角型のセグメントコイルを用いているが、断面が丸型のセグメントコイルでも良い。
【００４０】
図７は、固定子コア２３２に組み付けられているセグメントコイル２４３の１つを固定子コア内周側から見た図である。
【００４１】
図６で示したｒ−Θ断面は、図７に示すスロット挿入部にあたる部分の断面図である。
【００４２】
セグメントコイル２４３の略Ｕ字形状となっており、例えば第１巻線群242ａではスロット挿入部２４４ａがレイヤ１、スロット挿入部２４４ｂがレイヤ２に挿入されるような形状となっている。
【００４３】
同様に第２巻線群242bではスロット挿入部２４４ａがレイヤ３、スロット挿入部２４４ｂがレイヤ４、第３巻線群242cではスロット挿入部２４４ａがレイヤ５、スロット挿入部２４４ｂがレイヤ６、第４巻線群242dではスロット挿入部２４４ａがレイヤ７、スロット挿入部２４４ｂがレイヤ８に挿入され、奇数のレイヤにスロット挿入部２４４ａが入り、偶数のレイヤにスロット挿入部２４４ｂが入る。
【００４４】
セグメントコイル２４３の反接続側コイルエンド部の略Ｕ字形状部において、固定子コア２３２の端面から一番離れているＵ字形状の底となる頂点では平面部２５０が設けられており、平面部２５０と奇数レイヤに入るスロット挿入部２４４ａとの間にある中間部位は１種類の中間部位２５１で構成され、平面部２５０と偶数レイヤに入るスロット挿入部２４４ｂとの間にある中間部位は２種類の中間部位２５２、２５３で構成される。
【００４５】
このような構成を取ることで、奇数レイヤと偶数レイヤの中間部位がともに１種類ずつしかないセグメントコイルよりも反接続側コイルエンドのＺ方向高さを抑制することができる。
【００４６】
図８（ａ）は、反接続側コイルエンド２４２を外周側から見た図であり、図８（ｂ）は内周側から見た図である。反接続側コイルエンド２４２のｚ方向高さを抑制するために平面部２５０を設けて、平面部２５０と固定子コア２３２との間にある中間部位が偶数レイヤと奇数レイヤのいずれも1種類ずつとなると、点線２５５に示すように隣接するセグメントコイル２４３と干渉する。
【００４７】
そのため、偶数レイヤに入るスロット挿入部２４４ｂとの間にある中間部位は２種類の中間部位２５２、２５３のうち、中間部位２５２は、中間部位２５２と固定子コア２３２の端面との角度を、中間部位２５１と固定子コア端面２３２の端面との角度より大きくとり、中間部位２５３は中間部位２５３と固定子コア２３２の端面との角度を、中間部位２５１と固定子コア端面２３２の端面との角度より小さくすることで、反接続側コイルエンド２４２のｚ方向高さを抑制しつつ隣接するセグメントコイル２４３との干渉を回避することができる。
【００４８】
また、このような構成をとることで、セグメントコイル２４３が周方向に複数並んだとき、平面部２５０と偶数レイヤに入るスロット挿入部２４４ｂとの間にある２種類の中間部位２５２、２５３付近には空間２５４があり、隣接するセグメントコイル２４３の平面部２５０と奇数レイヤに入るスロット挿入部２４４ａとの間にある１種類の中間部位２５１が見えるようになる。
【００４９】
このように空間が設けられることで、例えば冷却方式の１つであるＡＴＦ直接冷却を用いたときに、複数の巻線群からなる反接続側コイルエンドとした場合においても内周側に近い巻線群のセグメントコイルにもＡＴＦがかかりやすくなり、より冷却効果を高めることができる。奇数レイヤに入るスロット挿入部２４４ａとの間にある中間部位も、偶数レイヤと同様に中間部位を２種類としてしまうと、空間２５４には隣接するセグメントコイル２４３が見えなくなり、ＡＴＦが貫通してしまうため、ＡＴＦ直接冷却を用いる場合は奇数レイヤに入るスロット挿入部２４４ａとの間にある中間部位は１種類の方が高い冷却効果を期待することができる。
【００５０】
また、奇数レイヤに入るスロット挿入部２４４ａとの間にある中間部位を２種類、偶数レイヤに入るスロット挿入部２４４ｂとの間にある中間部位を１種類とした場合、反接続側コイルエンド２４２の外周から見た図８（ａ）と内周から見た図８（ｂ）とが入れ替わる形となる。そうなるとＡＴＦをかける外周側には空間２５４がなくなるため、本実施形態の構成よりも反接続側コイルエンド内部までＡＴＦがかかりにくくなり、冷却効果が低くなる。よって、本実施形態のように、奇数レイヤに入るスロット挿入部２４４ａとの間にある１種類の中間部位２５１を設け、偶数レイヤに入るスロット挿入部２４４ｂとの間にある２種類の中間部位２５２、２５３を設けることで反接続側コイルエンド高さを抑制するだけでなく、冷却効果を高める効果も期待することができる。
【００５１】
なお、本発明は上記した実施形態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、上記した実施形態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、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態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】
【００５２】
21…パワー半導体又はＩＧＢＴ、38…ダイオード、100…車両、110…前輪、120…エンジン、124…エンジン制御装置、130…変速機、134…変速機制御装置、160…デファレンシャルギア、170…総合制御装置、174…通信回線、180…バッテリ、184…バッテリ制御装置、200…第一回転電機、202…第二回転電機、212…ハウジング、214…エンドブラケット、216…軸受、218…シャフト、222…空隙、224…レゾルバ、226…あて板、230…固定子、232…固定子コア、236…ティース、237…スロット、238…固定子巻線、241…接続側コイルエンド、242…反接続側コイルエンド、242ａ…第１巻線群、242ｂ…第２巻線群、242ｃ…第３巻線群、242ｄ…第４巻線群、243…セグメントコイル、244a…スロット挿入部、244b…スロット挿入部、250…平面部、251…中間部位、252…中間部位、253…中間部位、280…回転子、282…回転子コア、283…磁石挿入穴、284…永久磁石、284a：永久磁石(Ｎ極)、284b：永久磁石(Ｓ極)、287：磁石の両側の穴空間、600…電力変換装置、610…第1インバータ装置のパワーモジュール、620…第2インバータ装置のパワーモジュール、630…コンデンサモジュール、642…コネクタ基板、644…送受信回路、646…制御回路基板、648…制御回路、650…駆動回路基板、652…第1の駆動回路、654…駆動回路基板、656…第2の駆動回路、660…第一回転電機の電流センサ、662…第二回転電機の電流センサ
【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（ａ）】
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【図８（ｂ）】
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