JP2010239679A - コイル線、ステータおよび回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】コイル線の占積率の向上を図ると共に、渦電流損の低減を図ることができるコイル線、ステータおよび回転電機を提供する。
【解決手段】コイル１９０は、複数のスロットが形成されたステータコアに装着され、複数の前記スロット内を通るように延びるコイル線であって、互いに拘束された複数の素線２００によって形成される。
【選択図】図８

Description

本発明は、コイル線、ステータおよび回転電機に関し、特に、複数の素線から形成されたコイル線、このコイル線を備えたステータおよび回転電機に関する。

従来から各種のコイル線、ステータおよび回転電機が提案されており、特に、近年、スロット内におけるコイル線の占積率の向上を図るためのコイル線、このコイル線を有するステータおよび回転電機が提案されている。

たとえば、特開２００９−１１１４８号公報および特開２００９−１１１５２号公報に記載されたステータは、周方向に複数のスロットが形成されたステータコアと、断面形状が略矩形状の線材により形成されたステータ巻線とを備えている。

特開２００９−１７６３２号公報に記載されたステータは、ステータコアと、連続波巻形状に形成されたステータコイルを備える。このステータコイルの断面は、矩形状とされている。

特開２００９−１１１４８号公報 特開２００９−１１１５２号公報 特開２００９−１７６３２号公報

上記従来のステータにおいては、断面形状が矩形形状のステータ巻線が採用されている。各ステータ巻線は、複数のスロットに亘って延びている。そして、各ステータ巻線は１本の素線によって構成されている。ステータ巻線の周方向の幅は、スロットの周方向の幅より僅かに小さい程度となっている。

ここで、ステータ巻線の外部からステータ巻線を貫通するような磁束が生じると、ステータ巻線に渦電流が生じ、渦電流損が生じる。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、コイル線の占積率の向上を図ると共に、渦電流損の低減を図ることができるコイル線、ステータおよび回転電機を提供することである。

本発明に係るコイル線は、回転電機のステータコアに設けられるコイル線であって、少なくとも一部が互いに拘束された複数の素線によって形成される。

好ましくは、上記素線同士を拘束する複数の拘束部をさらに備え、該拘束部は、素線の延在方向に間隔をあけて設けられる。

好ましくは、上記素線の延在方向に対して垂直な方向における素線の断面形状は六角形形状とされる。

本発明に係るステータは、複数のスロットが形成され、環状に形成されたステータコアと、上記コイル線とを備える。好ましくは、上記コイル線は、スロットからステータコアの中心線方向に配列する端面上に引き出される。そして、上記スロット内における素線の径方向の配列数と、ステータコアの端面上における素線の径方向の配列数とを異ならせる。

好ましくは、上記コイル線は、スロット内にステータコアの径方向に複数配列される。好ましくは、上記素線は、スロット内において、ステータコアの径方向に複数配列され、スロット内において、コイル線のステータコアの径方向の長さは、ステータコアの周方向の長さよりも長くなるように形成される。そして、上記素線は、ステータコアの端面上において、ステータコアの中心軸線方向に複数配列され、ステータコアの端面上において、コイル線のステータコアの中心軸線方向の長さは、ステータコアの径方向の長さよりも長く形成される。

好ましくは、上記スロット内において、素線のステータコアの周方向の幅は、スロットの周方向の幅の半分よりも小さくなるように形成される。

好ましくは、上記コイル線は、スロット内に挿入された挿入部と、ステータコアの端面上に引き出された引出部と、挿入部と引出部とを接続する接続部とを含み、コイル線は、挿入部に位置する素線同士を拘束する挿入部用拘束部と、引出部に位置する素線同士を拘束する引出部用拘束部とを含む。そして、上記接続部は、挿入部用拘束部および引出部拘束部から外方に露出させられる。

本発明に係るステータは、他の局面では、環状に形成され、内周面に複数のスロットが形成されたステータコアと、スロット内に挿入されたコイル線とを備える。そして、上記コイル線は、第１位相の電力が供給される第１コイル線と、第２位相の電力が供給される第２コイル線とを含む。さらに、上記スロットは、第１コイル線が挿入される第１スロットと、該第１スロットに対して周方向に間隔を空けて形成され、第２コイル線が挿入される第２スロットと、第２スロットに対して第１スロットと反対側に位置する第３スロットと、第３スロットに対して、第２スロットと反対側に位置する第４スロットとを含む。さらに、上記第１コイルは、第１スロットに挿入される第１挿入部と、ステータコアの端面に引き出された第１引出部と、第３スロットに挿入された第３挿入部とを含む。そして、上記第２コイルは、第２スロットに挿入された第２挿入部と、ステータコアの端面に引き出された第２引出部と、第４スロットに挿入された第４挿入部とを含み、第１引出部は、ステータコアの周方向に延び、第２引出部よりステータコアの径方向に隣り合う位置を通るように設けられる。本発明に係る回転電機は、上記ステータを備える。

本発明に係るコイル線、ステータおよび回転電機によれば、ステータコアに装着したときの占積率の向上を図ることができると共に、渦電流損の低減を図ることができる。

本発明の実施の形態１に係る回転電機１００の断面図である。 ステータ１４０の斜視図である。 回転中心軸線Ｏ方向からステータ１４０を平面視したときの平面図である。 ステータ１４０の内周面の展開図である。 ステータコア１４１の端面１４２における展開図である。 スロット１７２内における各コイル線の挿入状態を示す模式図である。 ステータコア１４１の端面１４３における展開図である。 端面１４２上を延びる第１Ｕ相コイル１９０の断面図である。 スロット１７２内における第１Ｕ相コイル１９０の断面図である。 コイルの変形例を示す断面図である。 コイルの変形例を示す断面図である。 第１Ｕ相コイル１９０および第２Ｕ相コイル１９１の一部を示す斜視図である。 第１Ｕ相コイル１９０の一部を詳細に示す斜視図である。 コイルの巻回状態を模式的に示す模式図である。 コイルの製造工程の第１工程を示す斜視図である。 各素線の断面を示す断面図である。 コイルの製造工程の第２工程を示す斜視図である。 ステータの製造工程を示す斜視図である。 他のコイルを製造する工程を示す斜視図である。 他のコイルを製造する素線の断面図である。

本発明に係るコイル線、ステータおよび回転電機について、図１から図２０を用いて説明する。

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の特徴部分を適宜組合わせることは、当初から予定されている。

図１は、本発明の実施の形態１に係る回転電機１００の断面図である。この図１に示すように、回転電機１００は、回転中心軸線Ｏを中心に回転可能に設けられた回転シャフト１１０と、この回転シャフト１１０に固定されたロータ１２０と、ロータ１２０の外周を取り囲むように設けられた環状のステータ１４０とを備えている。

ロータ１２０は、複数の電磁鋼板を積層することで形成されたロータコア１２５と、このロータコア１２５に形成された磁石挿入孔１２６内に挿入された複数の永久磁石１２３と、ロータコア１２５の端面に設けられたエンドプレート１２２とを備えている。なお、永久磁石１２３は、磁石挿入孔１２６内に充填された樹脂１２４によって固定されている。

ステータ１４０は、回転中心軸線Ｏを中心に環状に形成されたステータコア１４１と、このステータコア１４１に装着されたＵ相コイル１８１，Ｖ相コイル１８２，Ｗ相コイル１８３とを備えている。

ステータコア１４１は、環状に配列する分割ステータコアと、この分割ステータコアの外周に設けられた環状の固定部材とを備える。各分割ステータコアは、周方向に延びる分割ヨーク部と、この分割ヨーク部から突出するように形成されたステータティース１７１とを備えている。そして、複数の分割ステータコアが環状に配列することで、環状のヨーク部１７０が形成され、各ステータティース１７１がヨーク部１７０の内周面から径方向に突出するように配置されている。

図２は、ステータ１４０の斜視図であり、図３は、回転中心軸線Ｏ方向からステータ１４０を平面視したときの平面図である。

これら図２および図３に示すように、ステータコア１４１には、複数のステータティース１７１が間隔をあけて形成されており、ステータコア１４１の内周面には、周方向に間隔をあけて複数のスロット１７２が形成されている。

Ｕ相コイル１８１は、複数のスロット１７２に亘って延びており、Ｖ相コイル１８２およびＷ相コイル１８３も同様に複数のスロット１７２に亘って延びている。なお、本実施の形態に係るステータ１４０のコイルは、波巻きとされている。

図４は、ステータ１４０の内周面の展開図であり、図５は、ステータコア１４１の端面１４２における展開図である。図６は、スロット１７２内における各コイル線の挿入状態を示す模式図である。図７は、ステータコア１４１の端面１４３における展開図である。

ここで、図４に示すように、Ｕ相コイル１８１は、第１Ｕ相コイル１９０と、第１Ｕ相コイル１９０が挿入されたスロットにと隣り合うスロットに挿入された第２Ｕ相コイル１９１とを備えている。さらに、Ｖ相コイル１８２は、第１Ｖ相コイル１９２と、この第１Ｖ相コイル１９２が挿入されたスロットと隣り合うスロットに挿入された第２Ｖ相コイル１９３とを備えている。Ｗ相コイル１８３は、第１Ｗ相コイル１９４と、この第１Ｗ相コイル１９４が挿入されたスロットと隣り合うスロット内に挿入された第２Ｗ相コイル１９５とを備えている。

ここで、第１Ｕ相コイル１９０は、複数のスロット１７２内を通るように延びている。具体的には、第１Ｕ相コイル１９０は、１つのスロット１７２内をとおり、その後、スロット１７２から端面１４２，１４３上に引き出される。そして、第１Ｕ相コイル１９０は、端面１４２，１４３上を周方向に延び、他のスロット１７２内に挿入される。この第１Ｕ相コイル１９０は、このように引き回された後、第２Ｕ相コイル１９１に接続されている。そして、第２Ｕ相コイル１９１も、第１Ｕ相コイル１９０と同様に引き回されている。このように、Ｕ相コイル１８１は、ステータコア１４１を２周するように延びている。

また、第１Ｖ相コイル１９２および第２Ｖ相コイル１９３も同様に引き回され、第１Ｖ相コイル１９２の一端が第２Ｖ相コイル１９３の一端に接続されている。これにより、Ｖ相コイル１８２は、ステータコア１４１を２周するように引き回されている。

同様に、第１Ｗ相コイル１９４および第２Ｗ相コイル１９５も同様に引き回され、第１Ｗ相コイル１９４の一端が第２Ｗ相コイル１９５の端部に接続され、Ｗ相コイル１８３は、ステータコア１４１を２周するように引き回されている。

そして、各Ｕ相コイル１８１、Ｖ相コイル１８２およびＷ相コイル１８３は、互いに拘束された複数の素線と、各素線を拘束する拘束部とから構成されている。

これにより、各コイルを構成するコイル線は、コイル線の幅方向に複数に分割されており、各コイル線の周面には、大きな渦電流が生じる程度の連続した領域がない。このため、外部から磁束がコイル線内に入り込んだとしても、コイル線に大きな渦電流が生じることを抑制することができ、渦電流損を低減することができる。

ロータ１２０が高速回転するときには、多くの漏れ磁束がコイル線を通過する一方で、本実施の形態に係るコイル線によれば、大きな渦電流損が生じることを抑制することができる。

図８は、端面１４２上を延びる第１Ｕ相コイル１９０の断面図であり、特に、第１Ｕ相コイル１９０の延在方向に対して垂直な断面における断面図である。

この図８に示すように、第１Ｕ相コイル１９０は、複数の素線２００と、この複数の素線２００を互いに固定する拘束部２０１とを備えている。

各素線２００は、銅線等の導線２３０と、導線２３０の外周面を被覆する絶縁皮膜２３１とを備えている。そして、拘束部２０１は、絶縁性を有する自己融着材（自己融着線）等から形成されている。

この図８に示す例においては、素線２００は、ステータコア１４１の回転中心軸線Ｏ方向に複数配列している。換言ずれば、第１Ｕ相コイル１９０の外周面のうち、ステータコア１４１の径方向に配列する側面は、回転中心軸線Ｏ方向に複数に分割されている。このため、この側面から磁束が第１Ｕ相コイル１９０内に入り込んだとしても、大きな渦電流が生じ難くなっている。

さらに、この図８に示す例においては、素線２００は、ステータコア１４１の径方向に複数配列している。このため、第１Ｕ相コイル１９０の外周面のうち、回転中心軸線Ｏ方向に配列する端面は、ステータコア１４１の径方向に分割されている。このため、この端面から磁束が第１Ｕ相コイル１９０内に入り込んだとしても、大きな渦電流が生じることが抑制されている。

図９は、スロット１７２内における第１Ｕ相コイル１９０の断面図である。この図９に示すように、複数の第１Ｕ相コイル１９０がスロット１７２内に挿入されている。そして、各第１Ｕ相コイル１９０は、互い独立となっている。その一方で、各第１Ｕ相コイル１９０は、複数の素線２００によって構成されている。

ここで、第１Ｕ相コイル１９０のうち、スロット１７２内に位置する部分においても、素線２００は、ステータコア１４１の周方向に複数配列すると共に、ステータコア１４１の径方向に複数配列している。

このため、第１Ｕ相コイル１９０の外周面のうち、ステータコア１４１の周方向に配列する側面から磁束が入り込んだり、ステータコア１４１の径方向に配列する側面から磁束が入り込んだとしても、大きな渦電流が生じることを抑制することができる。なお、素線２００の周方向の幅は、スロット１７２の周方向の幅の半分の幅よりも小さく、素線２００をスロット１７２の周方向に複数配列させることができる。

図９に示すように、スロット１７２内においては、ステータコア１４１の周方向に配列する素線２００の数は、ステータコア１４１の径方向に配列する素線２００の数よりも少ない。このため、第１Ｕ相コイル１９０の周方向の幅が小さく抑えられており、ステータコア１４１の円周長さの低減が図られている。

その一方で、図８に示すように、第１Ｕ相コイル１９０のうち、端面１４２上に位置する部分では、ステータコア１４１の径方向に配列する素線２００の数は、回転中心軸線Ｏ方向に配列する素線２００の数よりも少ない。このため、端面１４２上においては、第１Ｕ相コイル１９０の径方向の幅が小さく抑えられており、各第１Ｕ相コイル１９０は、径方向に間隔を空けて配列している。そして、各第１Ｕ相コイル１９０間には、第１Ｖ相コイル１９２等が配置されている。

このように、第１Ｕ相コイル１９０のうち、スロット１７２内に位置する部分において、素線２００が径方向の配列する数は、端面１４２上において、素線２００が径方向に配列する数よりも多くなっている。

これにより、ステータコア１４１の周方向の長さを低減することができると共に、ステータコア１４１の端面上において、各相コイル線をステータコア１４１の径方向に配列させることができ、ステータコア１４１の小型化が図られている。

ここで、上記図８および図９に示す例においては、各素線２００として断面形状が方形形状の素線２００が採用されているが、より好ましくは、図１０および図１１に示すように、断面形状が六角形形状の素線を採用する。

この図１０および図１１に示すように、断面形状が六角形状の素線２００を採用した場合には、素線２００間の隙間を低減することができ、コイル線の占積率の向上を図ることができる。この図１０および図１１に示す素線は、断面形状が円形の素線をプレスすることで形成することができる。ここで、断面形状が方形形状の銅線を製造するのは困難である一方で、断面形状が円形形状の銅線を製造するのは比較的容易であるため、素線２００の導線２３０として銅線を採用する場合には、安価で素線２００を製造することができる。

図１２は、第１Ｕ相コイル１９０および第２Ｕ相コイル１９１の一部を示す斜視図である。なお、この図１１は、ステータに装着された状態の第１Ｕ相コイル１９０および第２Ｕ相コイル１９１の一部を示す。

図１２および上記図４に示すように、第１Ｕ相コイル１９０は、端面１４２上に配置され、周方向に延びる引出部１９０ａと、引出部１９０ａの一端に接続され、スロット内に挿入される挿入部１９０ｂと、引出部１９０ａの他端に接続され、スロット内に挿入される挿入部１９０ｄと、挿入部１９０ｂに接続され、端面１４３上に配置された引出部１９０ｃとを備えている。なお、ステータコア１４１の端面１４２と、ステータコア１４１の端面１４３とは、回転中心軸線Ｏ方向に配列している。

同様に、第２Ｕ相コイル１９１は、端面１４２上に配置され、周方向に延びる引出部１９１ａと、引出部１９１ａの一端に接続され、スロット内に挿入された挿入部１９１ｂと、この挿入部１９０ｂに接続され、端面１４３上に配置された引出部１９１ｃと、引出部１９１ａの他端に接続された挿入部１９１ｄとを備えている。

図１３は、第１Ｕ相コイル１９０の一部を詳細に示す斜視図である。この図１３に示すように、第１Ｕ相コイル１９０は、引出部１９０ａと挿入部１９０ｄと接続する湾曲部１９０ｆと、引出部１９０ａと挿入部１９０ｂとを接続する湾曲部１９０ｅとを備えている。

ここで、湾曲部１９０ｅでは、引出部１９０ａ側から挿入部１９０ｂに向うにしたがって湾曲している。さらに、湾曲部１９０ｅでは、引出部１９０ａ側から挿入部１９０ｂに向うにしたがって、径方向に配列する素線２００の数が多くなる。

なお、湾曲部１９０ｆにおいても、引出部１９０ａ側から挿入部１９０ｄ側に向うにしたがって、同様に素線２００の配列状態および延在方向が変化する。

ここで、湾曲部１９０ｅおよび湾曲部１９０ｆにおいては、素線２００は、引出部拘束部２１０および挿入部拘束部２１１によって被覆されておらず、外方に露出している。

このため、たとえば、各相コイルのコイルエンド部を油冷する場合には、この湾曲部１９０ｅおよび湾曲部１９０ｆは良好に冷却される。

なお、上記図１２および図１３を用いて、第１Ｕ相コイル１９０の構成について説明したが、他の第２Ｕ相コイル１９１、第１Ｖ相コイル１９２、第２Ｖ相コイル１９３、第１Ｗ相コイル１９４、および第２Ｗ相コイル１９５も、第１Ｕ相コイル１９０と同様に構成されている。

ここで、上記図５および図１２において、第１Ｕ相コイル１９０の引出部１９０ａと、第２Ｕ相コイル１９１の引出部１９１ａとは、回転中心軸線Ｏ方向から平面視すると、互いに重なり合っている。

このため、図５に示すように、回転中心軸線Ｏ方向から端面１４２を平面視した際に、第１Ｕ相コイル１９０と、第２Ｕ相コイル１９１とが占める面積を小さく抑えることができる。なお、端面１４２側では、第１Ｕ相コイル１９０は、第２Ｕ相コイル１９１の内側に配置されている。

そして、図７および図１２に示すように、回転中心軸線Ｏ方向から端面１４３を平面視すると、第１Ｕ相コイル１９０の引出部１９０ｃと、第２Ｕ相コイル１９１の引出部１９１ｃとが回転中心軸線Ｏ方向に重なりあっている。そして、端面１４３側では、第１Ｕ相コイル１９０が第２Ｕ相コイル１９１の内側に位置しており、第１Ｕ相コイル１９０は、第２Ｕ相コイル１９１によって覆われている。これにより、端面１４３側においても、第１Ｕ相コイル１９０および第２Ｕ相コイル１９１の設置面積が小さく抑えられている。

すなわち、Ｕ相コイル１８１は、端面１４２および端面１４３のいずれにおいても、設置面積の低減が図られている。

図５および図７に示すように、第１Ｕ相コイル１９０および第２Ｕ相コイル１９１は、ステータコア１４１の径方向に複数配列している。その一方で、端面１４２および端面１４３上においては、Ｕ相コイル１８１は、ステータコア１４１の径方向に間隔をあけて設けられており、Ｖ相コイル１８２が、Ｕ相コイル１８１間に配置されている。ここで、Ｖ相コイル１８２およびＷ相コイル１８３も、Ｕ相コイル１８１と同様に構成されており、ステータコア１４１の径方向に間隔をあけて複数配列している。

そして、Ｖ相コイル１８２は、Ｗ相コイル１８３間をとおるように配置され、Ｗ相コイル１８３は、Ｕ相コイル１８１間を通るように配置されている。

ここで、上記の図４および図５に示すように、スロット１７２ａには、第１Ｕ相コイル１９０の挿入部１９０ｂが挿入され、スロット１７２ａから周方向Ｐに間隔を空けて位置するスロット１７２ｂ内に第１Ｖ相コイル１９２の挿入部１９２ｂが挿入されている。

そして、スロット１７２ｂに対してスロット１７２ａと反対側に位置するスロット１７２ｃに第１Ｕ相コイル１９０の挿入部１９０ｄが挿入されている。さらに、スロット１７２ｃに対してスロット１７２ｂと反対側に位置するスロット１７２ｂに第１Ｖ相コイル１９２の挿入部１９２ｄが挿入されている。

そして、第１Ｕ相コイル１９０の引出部１９０ａは、周方向Ｐに延び、第１Ｖ相コイル１９２の引出部１９２ａに向けて延びている。ここで、図５に示すように、引出部１９０ａは、その中央部で、この引出部１９０ａに対して周方向Ｐに隣り合う引出部１９２ａの径方向外方側を通るように屈曲している。その後、引出部１９０ａは、引出部１９２ａ間を周方向Ｐに延びている。

このように、引出部１９０ａが屈曲し、引出部１９２ａの径方向外方側をとおり、引出部１９０ａと引出部１９２ａとを回転中心軸線Ｏ方向に配列させないことで、ステータ１４０の回転中心軸線Ｏ方向の高さを低く抑えられている。なお、同様に、引出部１９２ａは、引出部１９４ａの背面側をとおり、引出部１９４ａは引出部１９０ａの背面側を通るように形成されている。

なお、本実施の形態に係るステータ１４０においては、各引出部は、周方向Ｐに隣り合う他の引出部の径方向外方側を通るように引き回されているが、径方向内方側を通るように引き回されてもよい。

なお、本実施の形態に係るステータ１４０各相コイルは、図１４に示すように波巻とされているが、各相コイルを分布巻および集中巻としてもよい。

上記のように構成された各相コイルおよびステータ１４０の製造方法について、図１５から図２０を用いて説明する。

図１５は、コイルの製造工程の第１工程を示す斜視図である。この図１５に示すように、複数の素線３００を準備する。図１６は、各素線の断面を示す断面図である。この図１５および図１６に示すように、断面形状が方形形状の複数の素線３００を準備する。

素線３００は、断面方形形状の導線２３０と、この導線２３０の周面に被覆された絶縁皮膜２３１と、絶縁皮膜２３１の外周面に被覆された自己融着層２１３とを備えている。

そして、寄り合わせられた素線３００の束に、素線３００の束の長手方向に間隔をあけてプレス加工を施す。そして、このプレス加工が施された部分を加熱し、当該部分の自己融着層２１３を融解させる。

その後、素線３００の束を冷却することで、一旦融解した自己融着層２１３が固まり、引出部拘束部２１０および挿入部拘束部２１１が形成され、図１７に示すコイル線５００を得ることができる。

この図１７に示すコイル線５００においては、複数の素線２００が引出部拘束部２１０および挿入部拘束部２１１によって拘束されており、各引出部拘束部２１０および挿入部拘束部２１１は、コイル線５００の延在方向に間隔をあけて形成されている。そして、各素線２００のうち、挿入部拘束部２１１および引出部拘束部２１０間に位置する部分は外方に露出している。なお、各引出部拘束部２１０内において、奥行き方向（紙面の前面側から背面側に向う方向）の素線２００の配列数は、各および挿入部拘束部２１１内において、奥行き方向の素線２００の配列数とより少なくなっている。

そして、コイル線５００に曲げ加工などを施して、上記の第１Ｕ相コイル１９０、第２Ｕ相コイル１９１、第１Ｖ相コイル１９２、第２Ｖ相コイル１９３、第１Ｗ相コイル１９４、および第２Ｗ相コイル１９５を製作し、製作された各コイルを組み合わせることで、コイルユニット３５０を製作する。

ここで、たとえば、コイル線５００から第１Ｕ相コイル１９０を製作する際には、露出部１９６を屈曲させて、湾曲部１９０ｅ，１９０ｆを形成する。これにより、第１Ｕ相コイル１９０を製作することができる。

ここで、露出部１９６を屈曲させる際には、露出部１９６に位置する各素線２００が曲げられる。素線２００の幅は、スロット１７２の幅の半分以下とされているので、素線２００の曲げ部分の外径側の変形量が小さく抑えられている。このため、曲げ部分において、自己融着層２１３が引き伸ばされる長さは小さく抑えられている。このため、素線２００が曲げられたとしても、当該曲げ部分の外径側の自己融着層２１３に割れ等が生じ難く、素線２００の絶縁性能の低下が抑制されている。

引出部拘束部２１０におけるコイル線５００の幅を幅ｔとし、コイル線５００の厚さを厚さｗとする。

そして、幅ｔ、厚さｗの一般の平角線を用いて、第１Ｕ相コイル１９０を作製した場合と、本実施の形態に係るコイル線５００を用いて、第１Ｕ相コイル１９０を製作した場合とを比較する。

一般の平角線から第１Ｕ相コイル１９０を製作する際には、平角線のうち、湾曲部１９０ｅ，１９０ｆとなる部分を捻ると共に、湾曲させる必要がある。平角線を湾曲させる際には、外径側が引き伸ばされる。

ここで、コイル線５００を形成する素線２００の幅は、平角線の幅ｔよりも遥かに小さいものとなっている。このため、コイル線５００の露出部１９６を湾曲させる際に、各素線２００の絶縁皮膜２３１が引き伸ばされる引き伸ばし量は、平角線を湾曲させる際に、平角線の表面に形成された絶縁皮膜が引き伸ばされる引き伸ばし量よりも遥かに小さくなっている。

このため、本実施の形態に係るコイル線５００によれば、一般的な平角線と比較すると、遥かに絶縁性を確保し易くなっている。

特に、回転電機１００の駆動時のおける分担電圧が大きい湾曲部１９０ｅ，１９０ｆの絶縁性を確保することができ、回転電機１００自体の信頼性の向上を図ることができる。

そして、図１８に示すように、製作されたコイルユニット３５０の外周面側から分割ステータコア１４１ａを挿入し、ステータ１４０を製作する。

このようにして構成されたステータ１４０においては、Ｕ相コイル１８１、Ｖ相コイル１８２、Ｗ相コイル１８３の湾曲部は、複数の素線２００が外方に露出している。特に、この湾曲部においては、各素線２００は拘束されていない。このため、湾曲部の表面積は大きく、当該部分にオイル等の冷媒を吹き付けることで、各コイルを効率よく冷却することができる。

また、各コイルのコイルエンドを樹脂でモールドする場合でも、各素線２００間に樹脂が入り込み、樹脂とコイルとの接触面積を向上させることができる。これにより、コイルからの熱をモールド樹脂に良好に伝達することができ、各コイルの温度上昇を抑制することができる。

ここで、上記図１５〜図１８に示す例においては、断面形状が方形形状の素線３００を用いてコイルを製作する場合について説明したが、採用される素線３００としては、断面方形形状のものに限られない。

ここで、図１９および図２０を用いて、コイル線の製造方法の他の例について説明する。図１９に示すように、略同一方向に延びる複数の素線３００を準備する。図２０は、上記図１９に示された複数の素線３００の断面図である。この図２０に示す例においては、素線３００は、断面円形形状とされている。

具体的には、この素線３００は、断面円形形状の導線２３０と、この導線２３０の周面を被覆する絶縁皮膜２３１と、この絶縁皮膜２３１上に形成された自己融着層２１３とを備えている。

このような断面円形形状の素線３００を複数より合わせた状態で、素線３００の束の長手方向に間隔をあけて、プレス加工を施す。さらに、プレス加工を施した部分を加熱して、拘束部２０１を形成する。このように、断面円形形状の素線３００にプレス加工を施すことで、素線は、図１０に示すような断面六角形状となる。

断面円形形状の銅線を製作する場合の方が、断面方形形状の銅線を製作する場合よりも簡易に製作することができることができる。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の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。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、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が含まれることが意図される。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。

本発明は、コイル線、ステータおよび回転電機に適用することができ、特に、複数の素線から形成されたコイル線、このコイル線を備えたステータおよび回転電機に好適である。

１００ 回転電機、１１０ 回転シャフト、１２０ ロータ、１２２ エンドプレート、１２３ 永久磁石、１４０ ステータ、１４１ ステータコア、１４２，１４３ 端面、１７０ ヨーク部、１７１ ステータティース、１７２ スロット。

Claims (11)

1. 回転電機のステータコアに設けられるコイル線であって、
   互いに拘束された複数の素線によって形成された、コイル線。
2. 前記素線同士を拘束する複数の拘束部をさらに備え、該拘束部は、前記素線の延在方向に間隔をあけて設けられた、コイル線。
3. 前記素線の延在方向に対して垂直な方向における前記素線の断面形状は六角形形状とされた、請求項１または請求項２に記載のコイル線。
4. 複数のスロットが形成された環状の前記ステータコアと、
   請求項１から請求項３のいずれかに記載されたコイル線とを備えた、ステータ。
5. 前記コイル線は、前記スロットから前記ステータコアの中心線方向に配列する端面上に引き出され、
   前記スロット内における前記素線の径方向の配列数と、前記ステータコアの端面上における前記素線の径方向の配列数とを異ならせた、請求項４に記載のステータ。
6. 前記コイル線は、前記スロット内に前記ステータコアの径方向に複数配列された、請求項５に記載のステータ。
7. 前記素線は、前記スロット内において、前記ステータコアの径方向に複数配列され、前記スロット内において、前記コイル線の前記ステータコアの径方向の長さは、前記ステータコアの周方向の長さよりも長くなるように形成され、
   前記素線は、前記ステータコアの端面上において、前記ステータコアの中心軸線方向に複数配列され、前記ステータコアの端面上において、前記コイル線の前記ステータコアの中心軸線方向の長さは、前記ステータコアの径方向の長さよりも長く形成された、請求項５または請求項６に記載のステータ。
8. 前記スロット内において、前記素線の前記ステータコアの周方向の幅は、前記スロットの周方向の幅の半分よりも小さくなるように形成された、請求項４から請求項７のいずれかに記載のステータ。
9. 前記コイル線は、前記スロット内に挿入された挿入部と、前記ステータコアの前記端面上に引き出された引出部と、前記挿入部と前記引出部とを接続する接続部とを含み、
   前記コイル線は、前記挿入部に位置する前記素線同士を拘束する挿入部用拘束部と、前記引出部に位置する前記素線同士を拘束する引出部用拘束部とを含み、
   前記接続部は、前記挿入部用拘束部および前記引出部拘束部から外方に露出させられた、請求項４から請求項８のいずれかに記載のステータ。
10. 環状に形成され、内周面に複数のスロットが形成されたステータコアと、
    前記スロット内に挿入されたコイル線と、
    を備え、
    前記コイル線は、第１位相の電力が供給される第１コイル線と、前記第２位相の電力が供給される第２コイル線とを含み、
    前記スロットは、前記第１コイル線が挿入される第１スロットと、該第１スロットに対して周方向に間隔を空けて形成され、前記第２コイル線が挿入される第２スロットと、前記第２スロットに対して前記第１スロットと反対側に位置する第３スロットと、前記第３スロットに対して、前記第２スロットと反対側に位置する第４スロットとを含み、
    前記第１コイルは、前記第１スロットに挿入される第１挿入部と、前記ステータコアの端面に引き出された第１引出部と、前記第３スロットに挿入された第３挿入部とを含み、
    前記第２コイルは、前記第２スロットに挿入された第２挿入部と、前記ステータコアの前記端面に引き出された第２引出部と、前記第４スロットに挿入された第４挿入部とを含み、
    前記第１引出部は、前記ステータコアの周方向に延び、前記第２引出部より前記ステータコアの径方向に隣り合う位置を通るように設けられた、ステータ。
11. 請求項４から請求項１０のいずれかに記載されたステータを備えた回転電機。

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