JP6500979B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機に関する。

従来、ステータコアに設けられたコイルに冷媒を吹き付けてコイルを冷却する回転電機が知られている。このような回転電機は、たとえば、特開２０１３−１３２１５１号公報に開示されている。

上記特開２０１３−１３２１５１号公報では、ロータに形成された油路に供給された冷却油を、ロータの回転に伴う遠心力により吹き飛ばすことにより、コイルに冷媒を吹き付ける冷却構造（いわゆる軸心冷却構造）が開示されている。冷媒は、コイルのうち、ステータコアのスロットから軸方向外側に向けて延びるコイルエンド部に吹き付けられる。

特開２０１３−１３２１５１号公報

上記特開２０１３−１３２１５１号公報に記載の冷却構造のようにコイルエンド部に冷媒を吹き付けると、冷媒の一部はコイルエンド部に沿って軸方向内側に流動し、ステータコアとロータコアとの間のエアギャップに流入する。その結果、エアギャップに流入した冷媒によりロータを回転させる際の引きずりトルクが増大することによって、回転に伴う機械的な損失が増大する。そのため、エアギャップへの冷媒の流入を低減することが望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、エアギャップへの冷媒の流入を低減することが可能な回転電機を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における回転電機は、ロータコアと、ロータコアと半径方向に対向するように配置され、複数のティースと、隣接するティース間に位置する複数のスロットとを含むステータコアと、ステータコアのスロットに配置されるスロット収容部と、ステータコアから軸方向に突出するコイルエンド部とを含み、導線が同芯巻きされた同芯巻コイルと、を備え、同芯巻コイルのスロット収容部のうち、ロータコアに対向する側のスロット収容部の軸方向中央部よりも、ロータコアに対向する側のスロット収容部の軸方向端部が半径方向外側に配置されている。

この発明の第１の局面による回転電機では、上記のように、同芯巻コイルのスロット収容部のうち、ロータコアに対向する側のスロット収容部の軸方向中央部よりも、ロータコアに対向する側のスロット収容部の軸方向端部が半径方向外側に配置されている。これにより、スロット収容部が直線状に形成されている場合には冷媒がスロット収容部を伝ってスロットの内部まで容易に流動するのと比べて、ロータコアの遠心力によって冷媒をスロット内部（軸方向中央部側）へ流動し難く（軸方向端部側へ流動し易く）することができる。その結果、冷媒が同芯巻コイルに吐出された場合に、スロット収容部を伝ってスロットの内部に流動する冷媒の量を低減することができるので、ステータコアとロータコアとの間のエアギャップへの冷媒の流入を低減することができる。

この発明の第２の局面における回転電機は、ロータコアと、ロータコアと半径方向に対向するように配置され、複数のティースと、隣接するティース間に位置する複数のスロットとを含むステータコアと、ステータコアのスロットに配置されるスロット収容部と、ステータコアから軸方向に突出するコイルエンド部とを含み、導線が同芯巻きされた同芯巻コイルと、を備え、同芯巻コイルのうち、ロータコアに対向する側のスロット収容部の軸方向端部よりも、ロータコアに対向する側のコイルエンド部の軸方向外側端部が半径方向外側に配置され、ロータコアは、ロータコアの回転に伴って、コイルエンド部に向けて冷媒を吐出可能に構成された冷媒流路を備え、スロット収容部は、軸方向中央部がロータコア側に向けて突出するようにステータコアの半径方向において湾曲した形状を有する。

この発明の第２の局面による回転電機では、上記のように、同芯巻コイルのスロット収容部のうち、ロータコアに対向する側のスロット収容部の軸方向端部よりも、ロータコアに対向する側のコイルエンド部の軸方向外側端部が半径方向外側に配置されている。これにより、コイルエンド部を冷却した冷媒は、より半径方向外側に位置するコイルエンド部の軸方向外側端部の方に排出されやすくなる。その結果、スロット収容部を伝ってスロットの内部に流動する冷媒の量を低減することができるので、ステータコアとロータコアとの間のエアギャップへの冷媒の流入を低減することができる。

本発明によれば、上記のように、エアギャップへの冷媒の流入を低減することができる。

本発明の第１実施形態による回転電機の平面図である。 本発明の第１実施形態による回転電機のスロットに配置された１つの同芯巻コイルを示す模式図である。 図２の部分拡大図である。 本発明の第１実施形態による回転電機のスロットに配置された２つの同芯巻コイルを示す模式図である。 図４の部分拡大図である。 図４の２００−２００線に沿った断面図である。 図４の３００−３００線に沿った断面図である。 図１の４００−４００線に沿った断面図である。 ロータコアの冷媒流路を説明するための模式的な断面図である。 比較例におけるコイルエンド部への冷媒の吐出を説明する図である。 スロットに配置される前の同芯巻コイルを示す図である。 同芯巻コイルをスロットに配置する工程を説明するための図である。 同芯巻コイルにワニスを滴下する工程を説明するための図である。 同芯巻コイルにワニスが滴下される状態を示す図である。 本発明の第２実施形態による回転電機のスロットに配置された１つの同芯巻コイルを示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
（回転電機の構造）
図１〜図９を参照して、第１実施形態による回転電機１００の構造について説明する。

図１に示すように、回転電機１００は、ロータコア１０を備えている。ロータコア１０には、複数の永久磁石１１が設けられている。複数の永久磁石１１は、周方向に沿って、略等角度間隔で配置されている。

また、回転電機１００は、ロータコア１０と半径方向に対向するように配置されるステータコア２０を備えている。ステータコア２０は、複数のティース２１と、隣接するティース２１間に位置する複数のスロット２２とを含む。また、ステータコア２０のスロット２２には、平角導線が同芯巻きされた同芯巻コイル３０が配置されている。

（同芯巻コイルの構造）
次に、図２および図３を参照して、同芯巻コイル３０の構造について説明する。図２は、ロータコア１０の回転中心軸からステータコア２０の内径側を見た図面であって、環状のステータコア２０を平面状に展開した場合の模式図である。図３は、図２の部分拡大図である。なお、図２では、ステータコア２０のスロット２２に配置された１つの同芯巻コイル３０が示されている。また、同芯巻コイル３０は、同芯巻コイル３０の中心を通るＺ方向に沿った軸線Ｃ１に対して、Ｘ１方向側とＸ２方向側とで略線対称の形状を有している。そこで、以下では、同芯巻コイル３０のＸ１方向側の構造について説明する。

同芯巻コイル３０は、平角導線が同芯巻きされたコイルであり、ステータコア２０のスロット２２に配置されている。図２および図３に示すように、同芯巻コイル３０のうちスロット２２の軸方向端部２２ａに位置するコイル部分３１と、隣接するティース２１のうち、コイル部分３１の外周面３２に対向する側（Ｘ１方向側）のティース２１の軸方向端部２１ａとの間の間隔Ｌ１が、コイル部分３１と、コイル部分３１の内周面３３に対向する側（Ｘ２方向側）のティース２１の軸方向端部２１ａとの間の間隔Ｌ２よりも大きくなるように構成されている。

具体的には、スロット２２と同芯巻コイル３０との間に絶縁紙２３が配置されている。そして、コイル部分３１の内周面３３は、絶縁紙２３に接触している。これにより、コイル部分３１と、コイル部分３１の内周面３３に対向する側（Ｘ２方向側）のティース２１の軸方向端部２１ａとは、絶縁紙２３の厚みｔ分の間隔Ｌ２を隔てて配置されている。

また、図２に示すように、同芯巻コイル３０のうちスロット２２の軸方向（Ｚ方向）の一方側（Ｚ１方向側）と他方側（Ｚ２方向側）との両方の端部に位置するコイル部分３１（コイル部分３１１および３１２）と、コイル部分３１の外周面３２に対向する側（Ｘ１方向側）のティース２１の軸方向端部２１ａとの間の間隔Ｌ１が、コイル部分３１（コイル部分３１１および３１２）と、コイル部分３１の内周面３３に対向する側（Ｘ２方向側）のティース２１の軸方向端部２１ａとの間の間隔Ｌ２よりも大きくなる。

また、図３に示すように、同芯巻コイル３０と、同芯巻コイル３０の外周面３２に対向する側（Ｘ１方向側）のティース２１の対応部分２１ｂとの間の間隔Ｌ１は、スロット２２の軸方向端部２２ａからスロット２２の軸方向中心部２２ｂ側に向かって徐々に小さくなる。具体的には、同芯巻コイル３０の外周面３２に対向する側のティース２１の対応部分２１ｂとの間の間隔Ｌ１は、スロット２２の軸方向中心部２２ｂ近傍における同芯巻コイル３０とティース２１の対応部分２１ｂとの間の間隔Ｌ１が最小になるように、スロット２２の軸方向端部２２ａからスロット２２の軸方向中心部２２ｂ近傍に向かって徐々に小さくなる。そして、スロット２２の軸方向中心部２２ｂ近傍において、同芯巻コイル３０の外周面３２と、絶縁紙２３とが接触している。

また、図２に示すように、同芯巻コイル３０は、同芯巻コイル３０の中心を通るＸ方向に沿った軸線Ｃ２に対して、Ｚ１方向側とＺ２方向側とで略線対称の形状を有している。すなわち、コイル部分３１１およびコイル部分３１２の両方において、同芯巻コイル３０と、同芯巻コイル３０の外周面３２に対向する側（Ｘ１方向側）のティース２１の対応部分２１ｂとの間の間隔Ｌ１は、スロット２２の軸方向端部２２ａからスロット２２の軸方向中心部２２ｂ側（軸方向中心部２２ｂ近傍）に向かって徐々に小さくなる。

すなわち、同芯巻コイル３０は、同芯巻コイル３０のうちスロット２２の軸方向端部２２ａに位置するコイル部分３１（３１１、３１２）は、同芯巻コイル３０の軸線Ｃ１側に寄るようにスロット２２内に配置されている。また、同芯巻コイル３０は、同芯巻コイル３０のうちスロット２２の軸方向中心部２２ｂ近傍に位置するコイル部分３１３は、同芯巻コイル３０の軸線Ｃ１から離れるようにスロット２２内に配置されている。

このように、同芯巻コイル３０のうちの、スロット２２に収容されるスロット収容部３６は、略円弧状の部分を含む。また、スロット収容部３６の略円弧状の部分は、平角導線がエッジワイズコイル状またはフラットワイズコイル状に巻回されることにより形成されている。

また、スロット収容部３６の略円弧状の部分は、同芯巻コイル３０が配置されるスロット２２の中心を通る回転軸方向（Ｚ方向）に沿った軸線Ｃ４（図２参照）に対して、スロット２２の軸方向端部２２ａから、ステータコア２０の周方向でかつ同芯巻コイル３０の外周側に突出する凸形状の略円弧状に形成されている。また、同芯巻コイル３０の中心を通る回転軸方向に沿った軸線Ｃ１とティース２１（スロット２２）の軸線Ｃ４が平行な場合、スロット収容部３６の略円弧状の部分は、同芯巻コイル３０の中心を通る回転軸方向（Ｚ方向）に沿った軸線Ｃ１に対しても、スロット２２の軸方向端部２２ａから、ステータコア２０の周方向（Ｘ方向）でかつ同芯巻コイル３０の外周側に突出する凸形状の略円弧状に形成されている。すなわち、同芯巻コイル３０（スロット収容部３６）は、太鼓形状（樽形状）に形成されている。

また、スロット収容部３６の略円弧状の部分は、１つのスロット収容部３６に１つ形成されている。また、スロット収容部３６は、スロット２２の軸方向端部２２ａ（両端部）と、軸方向中心部２２ｂ（円弧の頂点、同芯巻コイル３０の中心を通るＸ方向に沿った軸線Ｃ２近傍）との３か所において、絶縁紙２３を介して、ティース２１に接触している。このように、スロット収容部３６は、ステータコア２０の周方向において湾曲形状に形成され、スロット２２内で絶縁紙２３を介してティース２１と複数箇所で接するように配置されている。これにより、同芯巻コイル３０とティース２１との間の伝熱性が向上するとともに、ステータコア２０を油などにより冷却する場合でも、冷却性が向上する。なお、絶縁紙２３は、特許請求の範囲の「絶縁材」の一例である。

（スロットに配置された２つの同芯巻コイルの構造）
次に、図４〜図９を参照して、１つのスロット２２に配置された２つの同芯巻コイル３０の構造について説明する。図４は、ロータコア１０の回転中心軸からステータコア２０の内径側を見た図面であって、環状のステータコア２０を平面状に展開した場合の模式図である。図５は、図４の部分拡大図である。なお、図４では、１つのスロット２２に配置された２つの同芯巻コイル３０（３０ａ、３０ｂ）が示されているが、実際には、全てのスロット２２に２つずつ同芯巻コイル３０（３０ａ、３０ｂ）が配置されている。

図５に示すように、同芯巻コイル３０は、隣接する第１ティース２１１および第２ティース２１２間に位置する同一のスロット２２に配置され、第１ティース２１１に第１コイル部分３１ａの外周面３２ａが対向する第１同芯巻コイル３０ａと、第２ティース２１２に第２コイル部分３１ｂの外周面３２ｂが対向する第２同芯巻コイル３０ｂとを含む。

そして、第１同芯巻コイル３０ａの第１コイル部分３１ａと、第１同芯巻コイル３０ａの第１コイル部分３１ａの外周面３２ａに対向する第１ティース２１１の軸方向端部２１１ａとの間の間隔Ｌ１１が、第１同芯巻コイル３０ａの第１コイル部分３１ａと、第１コイル部分３１ａの内周面３３ａに対向する第２ティース２１２の軸方向端部２１２ａとの間の間隔Ｌ２１よりも大きくなる。なお、間隔Ｌ１１は、上記間隔Ｌ１と同一の大きさであり、間隔Ｌ２１は、上記間隔Ｌ２と同一の大きさである。

また、第２同芯巻コイル３０ｂのコイル部分３１ｂと、第２同芯巻コイル３０ｂの第２コイル部分３１ｂの外周面３２ｂに対向する第２ティース２１２の軸方向端部２１２ａとの間の間隔Ｌ１２が、第２同芯巻コイル３０ｂの第２コイル部分３１ｂと、第２コイル部分３１ｂの内周面３３ｂに対向する第１ティース２１１の軸方向端部２１１ａとの間の間隔Ｌ２２よりも大きくなる。なお、間隔Ｌ１２は、上記間隔Ｌ１と同一の大きさであり、間隔Ｌ２２は、上記間隔Ｌ２と同一の大きさである。

また、図６および図７に示すように、第１同芯巻コイル３０ａおよび第２同芯巻コイル３０ｂは、それぞれ、平角導線３４ａおよび平角導線３４ｂが複数回、同芯巻きされている。そして、第１同芯巻コイル３０ａと第２同芯巻コイル３０ｂとが配置される同一のスロット２２において、第１同芯巻コイル３０ａの平角導線３４ａと第２同芯巻コイル３０ｂの平角導線３４ｂとは、互いに間隔Ｌ３を隔てた状態で、半径方向に交互に配置されている。

具体的には、図６に示すように、スロット２２の軸方向端部２２ａ側では、第１同芯巻コイル３０ａの平角導線３４ａが、スロット２２のＸ２方向側に配置されるとともに、第２同芯巻コイル３０ｂの平角導線３４ｂが、スロット２２のＸ１方向側に配置されている。また、図７に示すように、スロット２２の軸方向中心部２２ｂ近傍では、第１同芯巻コイル３０ａの平角導線３４ａが、スロット２２のＸ１方向側に配置されるとともに、第２同芯巻コイル３０ｂの平角導線３４ｂが、スロット２２のＸ２方向側に配置されている。すなわち、第１同芯巻コイル３０ａの平角導線３４ａと、第２同芯巻コイル３０ｂの平角導線３４ｂとは、ステータコア２０の内径側から見てスロット２２内において交差するように配置されている。

すなわち、図４に示すように、第１同芯巻コイル３０ａのスロット収容部３６ａの略円弧状の部分と、第２同芯巻コイル３０ｂのスロット収容部３６ｂの略円弧状の部分とは、第１同芯巻コイル３０ａと第２同芯巻コイル３０ｂとが配置される同一のスロット２２の中心を通る回転軸方向（Ｚ方向）に沿った軸線Ｃ３に対して、略線対称になるように配置されている。

（同芯巻コイルの半径方向に沿った形状）
図８に示すように、同芯巻コイル３０は、ステータコア２０のスロット２２に配置されるスロット収容部３６と、ステータコア２０から軸方向（Ｚ方向）に突出するコイルエンド部３５とを含む。

第１実施形態では、同芯巻コイル３０のスロット収容部３６のうち、ロータコア１０に対向する側のスロット収容部３６の軸方向中央部よりも、ロータコア１０に対向する側のスロット収容部３６の軸方向端部が半径方向外側に配置されている。

また、第１実施形態では、同芯巻コイル３０のうち、ロータコア１０に対向する側のスロット収容部３６の軸方向端部よりも、ロータコア１０に対向する側のコイルエンド部３５の軸方向外側端部が半径方向外側に配置されている。

図８の例では、同芯巻コイル３０は、半径方向に湾曲（傾斜）した形状を有する。すなわち、同芯巻コイル３０（第１同芯巻コイル３０ａおよび第２同芯巻コイル３０ｂ）のスロット収容部３６（スロット収容部３６ａおよび３６ｂ）は、半径方向に湾曲した湾曲形状の部分を含む。

同一のスロット２２の内部において、スロット収容部３６（３６ａおよび３６ｂ）は、軸方向（Ｚ方向）の中央部がロータコア１０側（半径方向内側）に向けて突出するようにステータコア２０の半径方向において湾曲（傾斜）した形状を有する。スロット収容部３６の軸方向の中央部とは、スロット２２の軸方向中心部２２ｂに配置される部分である。スロット収容部３６ａおよび３６ｂは、スロット２２の軸方向端部２２ａ（両端部）よりも、スロット２２の軸方向中心部２２ｂにおいてロータコア１０側に突出するように湾曲（傾斜）している。より具体的には、スロット収容部３６ａおよび３６ｂは、軸方向の中央部がロータコア１０に最も近付くように、略円弧状（アーチ状）に湾曲している。言い換えると、スロット収容部３６は、スロット２２の軸方向端部２２ａ（両端部）に向かうに従って半径方向外側に位置するように傾斜している。なお、スロット収容部３６の軸方向の中央部は、ティース２１の先端面よりも半径方向外側に配置される。

コイルエンド部３５は、スロット収容部３６と連続しスロット２２から軸方向の両外側にそれぞれ延びるように一対設けられている。第１実施形態では、一対のコイルエンド部３５は、それぞれ、軸方向の外側端部３５ａがスロット収容部３６側よりも半径方向の外側に位置するように、傾斜（湾曲）した形状を有する。言い換えると、一対のコイルエンド部３５は、軸方向の外側端部３５ａよりも、スロット収容部３６側においてロータコア１０側に突出するように傾斜している。それぞれのコイルエンド部３５は、スロット２２の軸方向端部２２ａから軸方向外側に向かうに従って、半径方向外側に位置するように傾斜（湾曲）している。コイルエンド部３５の半径方向外側端部は、スロット２２の半径方向外側端部（ティース２１の根元部分）よりも半径方向外側に配置され、バックヨークの上方（軸方向外側）に配置されている。

第１実施形態では、スロット収容部３６と、スロット収容部３６の軸方向両端から延びる一対のコイルエンド部３５とは、連続して半径方向に湾曲している。すなわち、スロット収容部３６および一対のコイルエンド部３５は、半径方向において曲線状に傾斜しているとともに、全体として軸方向の中央部がロータコア１０側に向けて突出するように連続的に湾曲した形状を有する。具体的には、一方のコイルエンド部３５の外側端部３５ａから、スロット収容部３６を経て、他方のコイルエンド部３５の外側端部３５ａに至る軸方向長さＬＨの全体が、ロータコア１０側に向けて略円弧状（アーチ状）に湾曲している。一対のコイルエンド部３５は、円弧形状の両端部分に相当し、半径方向外側に向けて傾斜しながら湾曲している。上述の通り、スロット収容部３６ａおよび３６ｂの軸方向の中央部が、ロータコア１０に最も近付くように配置されている。このため、スロット２２内で最も半径方向外側に配置されたスロット収容部３６（３６ａ）は、軸方向の中央部がステータコア２０の内側表面から離間している。なお、コイルエンド部３５の軸方向外側には、各同芯巻コイル３０を電気的に接続するためのリード線部３７が配置されている。

（コイルへの冷媒供給の説明）
図９に示すように、ロータコア１０は、ロータコア１０の回転に伴って、傾斜したコイルエンド部３５に向けて冷媒ＣＭを吐出可能に構成された冷媒流路１２を備える。冷媒は、たとえば冷却用オイルである。冷媒流路１２は、ロータコア１０に係合するロータシャフト１３、ロータコア１０、および、ロータコア１０のエンドプレート１４を通って、ステータコア２０側（半径方向外側）に向けて開口している。図示しないオイルポンプにより冷媒流路１２に供給された冷媒ＣＭは、ロータコア１０の回転に伴う遠心力によって冷媒流路１２内を押し出され、開口から半径方向外側のコイルエンド部３５に向けて吐出（噴射）される。

なお、図９の構成例において、冷媒流路１２は模式的に図示しており、冷媒流路１２の形状（構造）は、図示したものに限られない。また、図９では、冷媒流路１２の開口は、半径方向外側に向けて形成されており、冷媒流路１２は、冷媒ＣＭが半径方向外側に向けて吐出（噴射）されるように構成されている。冷媒ＣＭの吐出方向は、半径方向に沿う以外にも、たとえば軸方向（Ｚ方向）の外側に傾斜して（仰角を付けて）もよい。

（スロット内に充填されたワニスの説明）
次に、図３および図５〜図７を参照して、スロット２２内に充填されたワニス４０について説明する。なお、図１、図２、図４、図８および図９では、スロット２２内に充填されたワニス４０は省略されている。

図３および図５〜図７に示すように、同芯巻コイル３０と、スロット２２内に配置される絶縁紙２３との間には、ワニス４０が充填されている。すなわち、図３に示すように、ワニス４０は、コイル部分３１と、コイル部分３１の外周面３２に対向する側のティース２１との間、および、コイル部分３１と、コイル部分３１の内周面３３に対向する側のティース２１との間に充填されている。また、図６および図７に示すように、半径方向に対向する第１同芯巻コイル３０ａの平角導線３４ａと、第２同芯巻コイル３０ｂの平角導線３４ｂとの間にもワニス４０が充填されている。

（第１実施形態の構造の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、図８に示すように、同芯巻コイル３０のスロット収容部３６のうち、ロータコア１０に対向する側のスロット収容部３６の軸方向中央部よりも、ロータコア１０に対向する側のスロット収容部３６の軸方向端部が半径方向外側に配置されている。これにより、スロット収容部３６が直線状に形成されている場合に冷媒ＣＭがスロット収容部３６を伝ってスロット２２の内部まで容易に流動するのと比べて、ロータコア１０の遠心力によって冷媒ＣＭをスロット２２の内部（軸方向中央部側）へ流動し難く（軸方向端部側へ流動し易く）することができる。その結果、冷媒ＣＭが同芯巻コイル３０に吐出された場合に、スロット収容部３６を伝ってスロット２２の内部に流動する冷媒ＣＭの量を低減することができるので、ステータコア２０とロータコア１０との間のエアギャップＡＧへの冷媒ＣＭの流入を低減することができる。また、エアギャップＡＧへの冷媒ＣＭの流入を低減するために冷媒ＣＭの供給量を絞る必要もないため、同芯巻コイル３０の冷却性能を確保しながらエアギャップＡＧへの冷媒ＣＭの流入を低減することができる。

また、第１実施形態では、図８に示したように、同芯巻コイル３０のスロット収容部３６のうち、ロータコア１０に対向する側のスロット収容部３６の軸方向端部よりも、ロータコア１０に対向する側のコイルエンド部３５の軸方向外側端部が半径方向外側に配置されている。これにより、コイルエンド部３５を冷却した冷媒ＣＭは、より半径方向外側に位置するコイルエンド部３５の軸方向外側端部の方に排出されやすくなる。その結果、スロット収容部３６を伝ってスロット２２の内部に流動する冷媒ＣＭの量を低減することができるので、ステータコア２０とロータコア１０との間のエアギャップＡＧへの冷媒ＣＭの流入を低減することができる。また、エアギャップＡＧへの冷媒ＣＭの流入を低減するために冷媒ＣＭの供給量を絞る必要もないため、同芯巻コイル３０の冷却性能を確保しながらエアギャップＡＧへの冷媒ＣＭの流入を低減することができる。

また、第１実施形態では、図８に示したように、スロット収容部３６を、軸方向の中央部がロータコア１０側に向けて突出するようにステータコア２０の半径方向において湾曲（傾斜）した形状に形成してもよい。これにより、スロット収容部３６からロータコア１０までの半径方向の隙間を小さくすることができるので、確実に、エアギャップＡＧへの冷媒ＣＭの流入を低減することができる。

また、第１実施形態では、図８に示したように、コイルエンド部３５を、軸方向外側端部３５ａがスロット収容部３６側よりも半径方向の外側に位置するように、傾斜した形状に形成してもよい。これにより、図９に示したように、一対のコイルエンド部３５に対して径方向内側のロータコア１０から冷媒ＣＭを吹き付けた場合に、コイルエンド部３５の傾斜方向（軸方向外側かつ半径方向外側）に沿って冷媒ＣＭを流動させることができるので、軸方向内側のスロット収容部３６側に流動する冷媒ＣＭ２の量をより減少させることができるとともに、外側端部３５ａ側に流動する冷媒ＣＭ１の量をより増加させることができる。その結果、より効果的に、エアギャップＡＧへの冷媒ＣＭの流入を低減することができる。

より詳細には、たとえば図１０に示す比較例のようにスロット収容部５３６およびコイルエンド部５３５が軸方向（Ｚ方向）に沿って直線状に延びている場合、半径方向に冷媒ＣＭを吐出すれば、スロット収容部５３６側へ流動する冷媒ＣＭ２の量と外側端部５３５ａ側へ流動する冷媒ＣＭ１の量とが略等しくなると考えてよい（ＣＭ１≒ＣＭ２）。これに対して、図９に示した第１実施形態の構成例では、半径方向に吐出された冷媒ＣＭのうち、傾斜するコイルエンド部３５に沿って外側端部３５ａ側に流動する冷媒ＣＭ１の量がより増加する（ＣＭ１＞＞ＣＭ２）ため、エアギャップＡＧ（スロット収容部３６側）への冷媒ＣＭの流入が効果的に低減される。

また、第１実施形態では、図９に示したように、ロータコア１０の回転に伴って、傾斜したコイルエンド部３５に向けて冷媒ＣＭを吐出可能に構成された冷媒流路１２をロータコア１０に設けてもよい。これにより、たとえばロータコア１０およびステータコア２０を収容するケーシングにインジェクタなどを設けて冷媒を供給する場合と比べて、内周側のロータコア１０から傾斜したコイルエンド部３５に対して半径方向外側に向けて冷媒ＣＭを吹き付けることができるので、より確実に、吹き付けた冷媒ＣＭを外側端部３５ａ側に流動させることができる。

また、第１実施形態では、図８および図９に示したように、スロット収容部３６および一対のコイルエンド部３５を、半径方向において曲線状に傾斜させるとともに、全体として軸方向の中央部がロータコア１０側に向けて突出するように連続的に湾曲した形状に形成してもよい。これにより、スロット収容部３６だけが湾曲している場合と比べて、より効果的にエアギャップＡＧへの冷媒ＣＭの流入を低減することができる。また、後述するように、ステータコア２０の半径方向内側に配置した同芯巻コイル３０の一対のコイルエンド部３５をそれぞれ径方向外側に押圧するだけで、全体としてロータコア１０側に向けて突出する湾曲形状を実現することができるので、容易に、エアギャップＡＧへの冷媒ＣＭの流入を低減することが可能な湾曲形状の同芯巻コイル３０を得ることができる。

（回転電機の製造方法）
次に、図１、図８および図１１〜図１４を参照して、回転電機１００の製造方法について説明する。なお、図１２および図１３では、ステータコア２０のスロット２２に２つの同芯巻コイル３０（第１同芯巻コイル３０ａ、第２同芯巻コイル３０ｂ）が配置された状態が示されている。図１４は、ロータコア１０の回転中心軸からステータコア２０の内径側を見た図面であって、環状のステータコア２０を平面状に展開した場合の模式図である。

図１１に示すように、平角導線が同芯巻きされた同芯巻コイル３０（第１同芯巻コイル３０ａ、第２同芯巻コイル３０ｂ）を準備する。

次に、図１２に示すように、第１同芯巻コイル３０ａの平角導線３４ａと、第２同芯巻コイル３０ｂの平角導線３４ｂとが、半径方向に交互に重なるように、第１同芯巻コイル３０ａと第２同芯巻コイル３０ｂとを治具５０に取り付ける。

次に、図１３に示すように、スロット収容部３６および一対のコイルエンド部３５が、半径方向において曲線状に傾斜するとともに、全体として軸方向の中央部がロータコア１０側に向けて突出するように連続的に湾曲した形状になるように、同芯巻コイル３０をスロット２２に配置する。具体的には、治具５０に取り付けられた同芯巻コイル３０（第１同芯巻コイル３０ａ、第２同芯巻コイル３０ｂ）を、半径方向外側に押圧することにより、同芯巻コイル３０をスロット２２に挿入する。

同芯巻コイル３０の挿入は、図８に示したように、一対のコイルエンド部３５をそれぞれ半径方向内側から外側に向けて押圧することにより行う。スロット収容部３６には摺動抵抗が働くため、各同芯巻コイル３０では、一対のコイルエンド部３５が先に半径方向外側に移動し、コイルエンド部３５に引っ張られるようにしてスロット収容部３６がスロット２２の内部に向けて径方向外側に移動する。その結果、押圧終了時点では、軸方向両外側の一対のコイルエンド部３５が半径方向外側に傾斜し、軸方向中央のスロット収容部３６が、スロット２２内で相対的に半径方向内側にずれた位置に配置される。これにより、同芯巻コイル３０全体としては、軸方向の中央部が半径方向内側に突出した弧状の湾曲形状となる。

また、周方向において、同芯巻コイル３０は、徐々に周方向に押し広げられて、図１１に示した形状から図１４に示した周方向の内幅が広く、かつ、スロット２２内の部分が軸方向に沿って湾曲した形状（樽形状）になる。この結果、同芯巻コイル３０のうちスロット２２の軸方向端部２２ａに位置するコイル部分３１と、隣接するティース２１のうち、コイル部分３１の外周面３２に対向する側のティース２１の軸方向端部２１ａとの間の間隔Ｌ１（図２参照）が、コイル部分３１と、コイル部分３１の内周面３３に対向する側のティース２１の軸方向端部２１ａとの間の間隔Ｌ２よりも大きくなる。

次に、図１３に示すように、ステータコア２０の軸方向端面２０ａが上方向（Ｚ１方向）に向くように配置した状態で、同芯巻コイル３０の外周面３２に、ワニス４０（図１４参照）を上方向から滴下して流下させることによって、スロット２２内にワニス４０を充填する。具体的には、ワニス４０は、ステータコア２０を周方向（Ｒ方向）に回転させながら、ワニス滴下装置４１（図１４参照）から、同芯巻コイル３０のコイルエンド部３５に滴下される。これにより、図１４に示すように、ワニス４０は、同芯巻コイル３０（コイルエンド部３５）の外周面３２を伝って、スロット２２内に流下する。なお、ワニス４０は、スロット２２の軸方向端部２２ａ近傍では、主に重力によりワニス４０がスロット２２内に誘導されるとともに、スロット２２の軸方向中心部２２ｂ側では、重力に加えて毛細管現象によりワニス４０がスロット２２内に誘導される。

また、ワニス４０は、ステータコア２０の一方側（Ｚ１方向側）と、他方側（Ｚ２方向側）とにおいて、それぞれ、滴下される。なお、ステータコア２０の回転は、１回転でもよいし、１回転で十分に複数の同芯巻コイル３０（スロット２２内）にワニス４０が滴下されない場合には、ワニス４０を滴下する半径方向の位置を移動させて、ステータコア２０を複数回回転させてもよい。

そして、ワニス４０により、同芯巻コイル３０と絶縁紙２３とが固定されるとともに、同芯巻コイル３０の平角導線同士が固定される。これにより、同芯巻コイル３０とステータコア２０との熱伝達性が向上する。

［第２実施形態］
図１５を参照して、第２実施形態による回転電機１１０の構造について説明する。図１５は、ロータコア１０の回転中心軸からステータコア２０の内径側を見た図面であって、環状のステータコア２０を平面状に展開した場合の模式図である。

回転電機１１０の同芯巻コイル１３０は、第１実施形態と同様に、同芯巻コイル１３０のうちスロット２２の軸方向端部２２ａに位置するコイル部分１３１と、隣接するティース２１のうち、コイル部分１３１の外周面１３２に対向する側のティース２１の軸方向端部２１ａとの間の間隔Ｌ４が、コイル部分１３１と、コイル部分１３１の内周面１３３に対向する側のティース２１の軸方向端部２１ａとの間の間隔Ｌ５よりも大きくなる。

また、同芯巻コイル１３０と、同芯巻コイル１３０の外周面１３２に対向する側のティース２１の対応部分２１ｂとの間の間隔Ｌ４は、スロット２２のＺ１方向側の軸方向端部２２ａからスロット２２の軸方向中心部２２ｂ側に向かって徐々に小さくなった後、スロット２２の軸方向中心部２２ｂ近傍に向かって徐々に大きくなる。さらに、間隔Ｌ４は、徐々に小さくなった後、Ｚ２方向側の軸方向端部２２ａ側に向かって徐々に大きくなる。これにより、同芯巻コイル１３０のスロット２２内に配置される部分は、うねった形状（波形状）を有する。言い換えると、同芯巻コイル１３０のスロット２２内に配置される部分は、Ｗ字形状を有する。

すなわち、スロット収容部１３６の略円弧状の部分は、スロット収容部１３６に複数形成されている。具体的には、同芯巻コイル１３０の外周側に突出するように２個（および内周側に凹むように１個）形成されている。また、スロット収容部１３６のティース２１に接触している部分は、１つのスロット収容部１３６に５つ形成されている。すなわち、スロット収容部１３６は、スロット２２の軸方向端部２２ａ（両端部）と、軸方向中心部２２ｂ（円弧の頂点、同芯巻コイル３０の中心を通るＸ方向に沿った軸線Ｃ２近傍）と、軸方向端部２２ａおよび軸方向中心部２２ｂの間の２か所との、合計５か所において、絶縁紙２３を介して、ティース２１に接触している。

なお、第２実施形他において、スロット収容部１３６およびコイルエンド部１３５の半径方向における形状は、上記第１実施形態と同様である。第２実施形態のその他の構成および第２実施形態の回転電機１１０の製造方法は、上記第１実施形態と同様である。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態でも、上記第１実施形態（図８参照）と同様に、ロータコア１０に対向する側のスロット収容部１３６の軸方向中央部よりも、ロータコア１０に対向する側のスロット収容部１３６の軸方向端部を半径方向外側に配置する。これにより、ロータコア１０の遠心力によって冷媒ＣＭをスロット２２の内部へ流動し難く（軸方向端部側へ流動し易く）することができるので、ステータコア２０とロータコア１０との間のエアギャップＡＧへの冷媒ＣＭの流入を低減することができる。また、ロータコア１０に対向する側のスロット収容部１３６の軸方向端部よりも、ロータコア１０に対向する側のコイルエンド部１３５の軸方向外側端部を半径方向外側に配置する。これにより、コイルエンド部１３５を冷却した冷媒ＣＭがコイルエンド部１３５の軸方向外側端部の方に排出されやすくなるので、ステータコア２０とロータコア１０との間のエアギャップＡＧへの冷媒ＣＭの流入を低減することができる。

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、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。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、平角導線がエッジワイズコイル状またはフラットワイズコイル状に巻回されることにより、スロット収容部の略円弧状の部分が形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、平角導線以外の導線が巻回されることにより、スロット収容部の略円弧状の部分が形成されていてもよい。

また、上記第１実施形態では、スロット収容部および一対のコイルエンド部が全体として、軸方向の中央部が半径方向内側に向けて突出する略円弧状の湾曲形状に形成される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、スロット収容部のうち、軸方向の中央部だけでなく、軸方向の両端部側の部分も半径方向内側に向けて突出させることにより、台形形状となるように湾曲した部分を有していてもよい。この他、「湾曲形状」は、「円弧形状」および「弓状」、その他の曲線状に湾曲する形状であってもよい。

また、上記第１実施形態では、スロット収容部の軸方向中央部がロータコア側に向けて突出し、軸方向端部に向かうに従って、半径方向外側に向けて傾斜しながら湾曲している構成例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、スロット収容部が半径方向外側に向けて直線状に傾斜していてもよい。また、たとえばスロット収容部が段差状に（非連続的に）折れ曲がることにより、スロット収容部の軸方向端部がスロット収容部の軸方向中央部よりも半径方向外側に配置されていてもよい。

また、上記第１実施形態では、一対のコイルエンド部が半径方向外側に向けて傾斜しながら湾曲している構成例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、コイルエンド部が半径方向外側に向けて直線状に傾斜していてもよい。また、たとえばコイルエンド部が段差状に（非連続的に）折れ曲がることにより、コイルエンド部の軸方向の外側端部がスロット収容部よりも半径方向外側に配置されていてもよい。

また、上記第１実施形態では、スロット収容部の略円弧状の部分が同芯巻コイルの外周側に突出する凸形状（太鼓形状）を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、スロット収容部の略円弧状の部分が同芯巻コイルの内周側に突出する凹形状を有していてもよい。

また、上記第２実施形態では、スロット収容部に、同芯巻コイルの外周側に突出する凸形状の部分が２個形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、スロット収容部に、同芯巻コイルの外周側に突出する凸形状の部分が３個以上形成されていてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、コイル部分の内周面が絶縁紙に接触しており、コイル部分とコイル部分の内周面に対向する側のティースの軸方向端部とは、絶縁紙の厚み分間隔を隔てて配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、コイル部分の内周面が絶縁紙に接触していなくてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、同芯巻コイルと、同芯巻コイルの外周面に対向する側のティースの対応部分との間の間隔が、スロットの軸方向端部からスロットの軸方向中心部側に向かって徐々に小さくなる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、同芯巻コイルの外周面に対向する側のティースの対応部分との間の間隔が、スロットの軸方向端部からスロットの軸方向中心部側に向かって変化しないように同芯巻コイルを形成してもよい。すなわち、同芯巻コイルのうちスロット内に配置される部分が、ティースに沿うように（Ｚ方向に沿うように）、直線形状を有していてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、同芯巻コイルのうちスロットの軸方向の一方側と他方側との両方の端部に位置するコイル部分と、コイル部分の外周面に対向する側のティースの軸方向端部との間の間隔が、コイル部分と、コイル部分の内周面に対向する側のティースの軸方向端部との間の間隔よりも大きくなる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、同芯巻コイルのうちスロットの軸方向の一方側と他方側とのうちの一方の端部に位置するコイル部分と、コイル部分の外周面に対向する側のティースの軸方向端部との間の間隔が、コイル部分と、コイル部分の内周面に対向する側のティースの軸方向端部との間の間隔よりも大きくなるよう同芯巻コイルを形成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、同一のスロットに２つの同芯巻コイルが配置される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、同一のスロットに１つ、または、３つ以上の同芯巻コイルを配置してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、スロットと同芯巻コイルとの間に絶縁紙を配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、スロットと同芯巻コイルとの間に絶縁紙以外の絶縁部材を配置してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、ティース内にワニスが充填される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ティース内にワニス以外の固定剤（たとえば、接着剤）を充填してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、ステータコアを回転させながら、同芯巻コイルのコイルエンド部にワニスを滴下する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ステータコアを静止させた状態で、同芯巻コイルのコイルエンド部にワニスを滴下してもよい。

１０ ロータコア
１１ 永久磁石
１２ 冷媒流路
２０ ステータコア
２１ ティース
２２ スロット
２３ 絶縁紙（絶縁材）
３０、１３０ 同芯巻コイル
３０ａ 第１同芯巻コイル
３０ｂ 第２同芯巻コイル
３５、１３５ コイルエンド部
３５ａ 外側端部
３６、３６ａ、３６ｂ、１３６ スロット収容部
１００、１１０ 回転電機

Claims (7)

1. ロータコアと、
   前記ロータコアと半径方向に対向するように配置され、複数のティースと、隣接するティース間に位置する複数のスロットとを含むステータコアと、
   前記ステータコアの前記スロットに配置されるスロット収容部と、前記ステータコアから軸方向に突出するコイルエンド部とを含み、導線が同芯巻きされた同芯巻コイルと、を備え、
   前記同芯巻コイルの前記スロット収容部のうち、前記ロータコアに対向する側の前記スロット収容部の軸方向中央部よりも、前記ロータコアに対向する側の前記スロット収容部の軸方向端部が半径方向外側に配置されている、回転電機。
2. 前記同芯巻コイルのうち、前記ロータコアに対向する側の前記スロット収容部の軸方向端部よりも、前記ロータコアに対向する側の前記コイルエンド部の軸方向外側端部が半径方向外側に配置されている、請求項１に記載の回転電機。
3. 前記スロット収容部は、軸方向中央部が前記ロータコア側に向けて突出するように前記ステータコアの半径方向において湾曲した形状を有する、請求項１または２に記載の回転電機。
4. ロータコアと、
   前記ロータコアと半径方向に対向するように配置され、複数のティースと、隣接するティース間に位置する複数のスロットとを含むステータコアと、
   前記ステータコアの前記スロットに配置されるスロット収容部と、前記ステータコアから軸方向に突出するコイルエンド部とを含み、導線が同芯巻きされた同芯巻コイルと、を備え、
   前記同芯巻コイルのうち、前記ロータコアに対向する側の前記スロット収容部の軸方向端部よりも、前記ロータコアに対向する側の前記コイルエンド部の軸方向外側端部が半径方向外側に配置され、
   前記ロータコアは、前記ロータコアの回転に伴って、前記コイルエンド部に向けて冷媒を吐出可能に構成された冷媒流路を備え、
   前記スロット収容部は、軸方向中央部が前記ロータコア側に向けて突出するように前記ステータコアの半径方向において湾曲した形状を有する、回転電機。
5. 前記コイルエンド部は、軸方向外側端部が前記スロット収容部側よりも前記半径方向の外側に位置するように、傾斜した形状を有する、請求項３または４に記載の回転電機。
6. 前記スロット収容部および前記コイルエンド部は、前記半径方向において曲線状に傾斜しているとともに、全体として軸方向の中央部が前記ロータコア側に向けて突出するように連続的に湾曲した形状を有する、請求項３〜５のいずれか１項に記載の回転電機。
7. 前記導線は、平角導線からなり、
   前記スロット収容部は、前記半径方向に加えて、前記ステータコアの周方向においても湾曲形状に形成され、前記スロット内で絶縁材を介して前記ティースと複数箇所で接するように配置されている、請求項３〜６のいずれか１項に記載の回転電機。

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