JP2015177723A

JP2015177723A - 回転電機

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Publication number: JP2015177723A
Application number: JP2014055111A
Authority: JP
Inventors: 草瀬　新; Arata Kusase; 草瀬　　新
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2015-10-05
Anticipated expiration: 2034-03-18
Also published as: US10038353B2; US20150270754A1; JP6044848B2

Abstract

【課題】巻き回す必要がない巻線の構造にするとともに、小型高性能が得られる回転電機を提供する。
【解決手段】複数のスロット７３を有するステータコア７４とスロット７３に収容される一以上の巻線７２とを備えるステータ７０と、ステータ７０を挟むように回転自在に設けられる二つのロータ２０，４０とを有する回転電機１０において、巻線７２は多数のＵ字状導体が一本状となるように端部どうしが接続され、Ｕ字状導体は、端部をステータ７０のステータコア支持体７１に接近させ、かつ、底部８４をステータコア支持体７１から離反するようにスロット７３に収容される。この構成によれば、Ｕ字状導体をスロット７３に差し込むように収容するだけでよくなり、ステータコア７４に巻き回す必要がない。よって、巻線７２の絶縁皮膜が損傷するのを防止することができ、占積率が向上して小型高性能が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステータと、当該ステータを挟むように設けられる二つのロータを有する回転電機に関する。

従来では、効率をよくし、軸方向寸法を短くすることを目的とする両面空隙型回転電機に関する技術の一例が開示されている（例えば特許文献１を参照）。この両面空隙型回転電機は、離間対向させた断面略Ｕ字状の界磁鉄心の対向二面のそれぞれに磁石磁極と非磁石磁極とを交互に周方向等間隔に配列し、かつ磁石は前記同一対向面に対してはその対向する極性を固定子鉄心に対して同一極性となるように着磁して対向させ、さらに前記界磁鉄心のＵ字の底に相当する位置には界磁巻線を配置する。すなわち、環状コアとその内外にロータを配置したトロイダルコア形の回転電機である。この回転電機では、所定の体格の中でロータとステータの間のエアギャッブ総面積が広く取れることから、原理的に小型高性能が期待できる。

特開２００３−２３０２６２号公報

しかし、鉄心が環状体であり、巻き回しの際にはその内外に潜り抜けさせる作業が必要で手間がかかるだけでなく、コアに当たる等で巻線の絶縁皮膜を損傷する懸念がある。この懸念を払拭するためには、スロット当たりにコイルが占める占積率を抑制せざるを得ず、小型高性能が得られにくいという問題があった。

また、巻線がコアとロータで囲まれる構造となり、熱がこもりやすいため高出力の連続運転ができないという問題もあった。

本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、第１の目的は、巻き回す必要がない巻線の構造にするとともに、小型高性能が得られる回転電機を提供することである。第２の目的は、従来よりも放熱性を向上できる回転電機を提供することである。

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、複数のスロット（７３）を有するステータコア（７４）と前記スロットに収容される一以上の巻線（７２）とを備えるステータ（７０）と、前記ステータを挟むように回転自在に設けられる二つのロータ（２０，４０）とを有する回転電機（１０）において、前記巻線は多数のＵ字状導体（８０）が一本状となるように端部（８１）どうしが電気的に接続され、前記Ｕ字状導体は、前記端部を前記ステータのステータコア支持体（７１）に接近させ、かつ、底部（８４）を前記ステータコア支持体から離反するように前記スロットに収容されることを特徴とする。

この構成によれば、Ｕ字状導体をスロットに差し込むように収容するだけでよくなり、ステータコアに巻き回す必要がない。よって、巻線の絶縁皮膜が損傷するのを防止することができ、上記占積率が向上して小型高性能が得られる。

第２の発明は、前記ステータコアには、流体（１４）を流す流体通路（７６）が設けられることを特徴とする。

この構成によれば、流体通路に流体を流すことによってステータコアが冷却され、当該ステータコアとロータで囲まれる空間も冷却される。よって、熱がこもるのを抑制するので、高出力の連続運転を行うことができる。なお、流体の温度によってはステータコアを加温することもできるので、寒冷地や寒冷期等でも容易に作動させることができる。

なお「Ｕ字状導体」は、一方の端部が他方の端部よりも短く成形されるＪ字状導体を含み、導電性を有する任意の材料（例えば銅，アルミニウム，鉄，合金等）で成形される。「流体」は、冷却（あるいは加温）が可能であれば任意の流動性物質を用いてよく、例えば油や水などが該当する。「回転電機」は、回転する部位（例えば軸やシャフト等）を有する機器であれば任意である。例えば、発電機，電動機，電動発電機等が該当する。「スロット」は、ティースの相互間に形成される空間である。

回転電機の構成例を模式的に示す縦断面図である。Ｕ字状導体の一例を模式的に示す正面図である。ステータコアのスロットにＵ字状導体を収容する例を示す図である。スロットにＵ字状導体を収容したステータコアの一例を示す正面図である。図４に示す矢印Ｄ２方向からみる平面図である。図４に示す矢印Ｄ３方向からみる側面図である。収容したＵ字状導体の一部を加工した例を示す図である。ステータコアをステータコア支持体に固定する例を示す図である。ステータと２つのロータの構成例を模式的に示す断面図である。ステータの第１構成例であって、図９に示すＸ−Ｘ線からみる図である。ステータの第１構成例であって、図９に示すXI−XI線からみる図である。図１１に示す矢印Ｄ６方向からみる側面図である。流体の流通経路の一例を模式的に示す縦断面図である。ロータの第２構成例を示す模式図である。ロータの第３構成例を示す模式図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、特に明示しない限り、「接続する」という場合には電気的に接続することを意味する。各図は、本発明を説明するために必要な要素を図示し、実際の全要素を図示しているとは限らない。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。英数字の連続符号は記号「〜」を用いて略記する。例えば「Ｕ字状導体８０ａ〜８０ｄ」は「Ｕ字状導体８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄ」を意味する。

〔実施の形態１〕
実施の形態１は図１〜図１３を参照しながら説明する。図１に示す回転電機１０は、ハウジング１１、ポンプ１２、流体１４、貯留部１５、ロータ２０，４０、ディスク部３０、回転軸５０、ステータ７０など有する。

本形態の回転電機１０は、電動発電機として用いる例を説明する。一点鎖線で示すハウジング１１は、ロータ２０，４０、ディスク部３０、回転軸５０、ステータ７０などの要素を収容できれば、形状や材料等を任意に設定してよい。ハウジング１１内は、ポンプ１２によって汲み上げられる流体１４が流れるので、回転軸５０との間はシール部６０によって封止される。貯留部１５は、流体１４を貯めておく部位，部材，容器等であり、流体１４の冷却や加温を行ってもよい。流体１４は、油や空気などを含む冷媒が該当する。

二つのロータ２０，４０は、所定方向（図１では径方向ＲＹ方向）にステータコア７４を挟むように配置され、いずれもディスク部３０に固定される。図１の構成例におけるロータ２０は外径側（回転軸５０から離れる側）に配置され、ロータ４０は内径側（回転軸５０に近い側）に配置される。ステータコア７４と対向する面のロータ２０，４０には、それぞれ磁石２２，４２が配置される。ステータコア７４から離反する側の部位は、磁束が流れる通路となるバックヨーク部２１，４１になる。

ディスク部３０は、ステータコア支持体７１から離反する位置（図１では左側位置）に設けられ、固定手段によって回転軸５０に固定される。固定手段は任意であり、例えばボルトやネジ等の締結部材を用いる締結や、母材を溶かすことでアーク溶接等を行う接合、接着剤を用いる接着などのうちで一以上が該当する。このディスク部３０は、ロータ２０，４０を固定するための固定部材と、ロータ２０，４０や巻線７２で発生する熱を放散させる熱放散部材を兼ねる。ディスク部３０の形状や材料等は任意に設定してよい。なお、ディスク部３０の熱伝導率はロータ２０，４０と同じでもよいが、熱放散性を向上させるにはロータ２０，４０よりも高く設定するのが望ましい。また、熱放散性を向上させるためにフィンを備えてもよい。図示しないが、ディスク部３０と回転軸５０を一体成形してもよい。

回転軸５０は、ロータ２０，４０の回転で生じる回転力（トルク）を外部に伝達したり、外部から伝達される回転力によってロータ２０，４０を回転させたりする。回転軸５０の形状や材料等は任意に設定してよい。

ステータ７０は、ステータコア支持体７１，巻線７２，ステータコア７４などを有する。ステータコア支持体７１は、ハウジング１１に固定手段によって固定される。回転軸５０を回転自在とするために、回転軸５０との間にはベアリング１３を介在させる。

巻線７２は、絶縁皮膜で覆われる導電性部材であり、後述するように多数のＵ字状導体８０が接続されて一本状に成形される。Ｕ字状導体８０の材料や断面形状等は問わないが、本形態では平角形状（四角形状）とする。相ごとに１以上の巻線７２を用いる。三相の場合は、例えばＵ相巻線，Ｖ相巻線，Ｗ相巻線の各巻線７２がある。

ステータコア７４は、スロット７３，流体通路７６，ティース７９，バックヨーク部７Ａなどを有する。スロット７３は、ティース７９（図１０，図１１等を参照）の相互間に形成され、巻線７２を収容する部位である。ティース７９の数（Ｓｃ）は、相数（Ｐｈ）と極数（Ｐｏ）とを乗算した数以上（すなわちＳｃ≧Ｐｈ×Ｐｏ）で設定するとよい。破線で示す流体通路７６は流体１４を流す通路であり、図１では軸方向ＡＸに沿って設ける貫通穴の例を示す。流体通路７６は、巻線７２やステータコア７４等を冷却等する通路であれば、どのような方向に沿って設けてもよく、断面形状や設定数等を問わない。バックヨーク部７Ａ（図１０，図１１等を参照）は、ロータ２０，４０の極数と極の角度位置とを合わせてロータ２０，４０の磁束合流体通路部として構成（機能）する。

上述した回転電機１０に含まれるステータ７０の製造例について、図２〜図９を参照しながら説明する。図２に示すように、一つのＵ字状導体８０はＵ字状に成形される導体である。このＵ字状導体８０の開口側（図面右側）から収容方向（図２では矢印Ｄ１方向）に移動させて、ステータコア７４のスロット７３に収容する。ステータコア７４には、ステータコア支持体７１に固定するための固定用穴７８が設けられる（図１や図８等を参照）。

Ｕ字状導体８０をスロット７３に収容した後の状態を図３に示す。収容後は、Ｕ字状導体８０どうしを接続するために、Ｕ字状導体８０の端部（一点鎖線で囲む部位）の曲げ加工を行う。曲げ加工は、加工機で行ってもよく、手作業で行ってもよい。曲げ加工した後のＵ字状導体８０を図４，図５，図６に一例として示す。

図４，図５，図６に示す加工例のＵ字状導体８０は、厚みＴｈの導体であり、高さＨｃと幅Ｗｃになるように成形されている。高さＨｃと幅Ｗｃは任意に設定してよく、角部を丸めたり面取りしたりしてもよい。このＵ字状導体８０は、端部８１，中間部８２，スロット収容部８３，底部８４などを有する。

端部８１は、他のＵ字状導体８０との接続を行う部位である。接続が行えれば、端部８１は有ってもよく無くてもよい。中間部８２は、端部８１とスロット収容部８３の間の部位である。中間部８２とスロット収容部８３とのなす角度や、中間部８２の長さは任意に設定してよい。端部８１と中間部８２は「コイルエンド部」に相当し、ステータコア７４の一方側（右側）端面から突出する（図７を参照）。スロット収容部８３はスロット７３に収容される部位である。底部８４はスロット収容部８３相互間の部位であって、ステータコア７４の他方側（左側）端面から突出する部位でもある（図７を参照）。

なお、図４に示す左右に二つの中間部８２は、一方は図６の実線で示すような曲げ加工を行い、他方は図６の二点鎖線で示すような曲げ加工を行ってもよい。図６に二点鎖線で示すように、Ｕ字状導体８０と鏡像になるように曲げ加工してもよい。外部機器（例えばＥＣＵや制御装置等）と接続するための接続部位として直線状を維持し、端部８１や中間部８２に対応する部位の曲げ加工を行わなくてもよい。要するに、スロット７３に収容する位置などに応じて適切な曲げ加工を行えばよい。

図４，図５，図６に示すような曲げ加工を行ったＵ字状導体８０を、Ｕ字状導体８０ａとして図７に示す。図７では、Ｕ字状導体８０ａのほかに、いずれもＵ字状導体８０に相当するＵ字状導体８０ｂ，８０ｃ，８０ｄを二点鎖線で示す。Ｕ字状導体８０ｂはＵ字状導体８０ａよりも一回り大きく成形し、Ｕ字状導体８０ｃはＵ字状導体８０ｂよりも一回り大きく成形し、Ｕ字状導体８０ｄはＵ字状導体８０ｃよりも一回り大きく成形する。すなわち、Ｕ字状導体８０ａ〜８０ｄ（４層）を重ねてスロット７３に収容する形状で成形や曲げ加工される。成形や曲げ加工は順不同に行ってよい。重ねるＵ字状導体８０の数（層数）は任意に設定してよい。曲げ加工された多数のＵ字状導体８０（８０ａ〜８０ｄ）は、一本状の巻線７２となるように端部８１どうしの接続を行う。一本状の巻線７２となる本数は任意に設定してよく、通常は相数に比例する。接続は、溶接（レーザー溶接やアーク溶接等）でもよく、ハンダ付け等でもよい。

Ｕ字状導体８０（具体的には端部８１）の接続によって、一以上の巻線７２がステータコア７４に巻き回されたと同等の状態になる。そこで、ステータコア支持体７１とステータコア７４を固定手段によって固定してステータ７０を製造する。図８に示す例では、ステータコア７４（具体的には支持部７５）に設けられる固定用穴７８と、ステータコア支持体７１に設けられる固定用凹部７１ａに固定部材７７を通して締結することで固定する。Ｕ字状導体８０（８０ａ〜８０ｄ）と固定用穴７８は図８の前後方向でずれている（図１０や図１１等を参照）。図示しないが、支持部７５とステータコア７４の接触部位を溶接して固定してもよい。要するに、ステータコア支持体７１とステータコア７４が一体化できればよい。

一体化されたステータコア支持体７１とステータコア７４に対して、さらにロータ２０，４０を固定したディスク部３０を組み込んだ状態を図９に示す。ただし、図９は図１の上半分であってハウジング１１の内側部分を図示する。巻線７２（具体的にはＵ字状導体８０）は、端部８１をステータ７０のステータコア支持体７１に接近させ、底部８４をステータコア支持体７１から離反するようにスロット７３に収容される。図９に示す接続部Ｊは、Ｕ字状導体８０の端部８１どうしの接続した部位である。図９に示すＸ−Ｘ線からみると図１０のようになり、図９に示すXI−XI線からみると図１１のようになる。さらに図１１に示す矢印Ｄ６方向（図１の径方向ＲＹに相当する）からみると図１２のようになる。

図１０に示すステータ７０の構成例において、中央右側寄りの巻線７２（Ｕ字状導体８０）については断面図で示す。ステータ７０（具体的にはステータコア７４）と、ステータ７０を挟むように回転自在に設けられる二つのロータ２０，４０との間は、巻線７２に電流が流れると図示するような磁気回路ＭＣ１〜ＭＣ４が生じる。

磁気回路ＭＣ１は、ロータ２０の磁石２２→（ギャップ）→ステータコア７４→バックヨーク部７Ａ→ステータコア７４→（ギャップ）→磁石２２→バックヨーク部２１→…のように磁束が流れる。磁気回路ＭＣ２は、磁気回路ＭＣ１と左右鏡像で磁束が流れる。磁気回路ＭＣ３は、ロータ４０の磁石４２→（ギャップ）→ステータコア７４→バックヨーク部７Ａ→ステータコア７４→（ギャップ）→磁石４２→バックヨーク部４１→…のように磁束が流れる。磁気回路ＭＣ４は、磁気回路ＭＣ３と左右鏡像で磁束が流れる。バックヨーク部７Ａは、磁気回路ＭＣ１，ＭＣ３の磁束が合流し、磁気回路ＭＣ２，ＭＣ４の磁束が合流するので、磁束合流体通路部として機能する。このように磁束が流れてトルクが発生し、ロータ２０，４０が所定方向に回転する。なお、磁気回路ＭＣ１〜ＭＣ４やロータ２０，４０の回転方向などは、電流の向きによっては逆方向に回転する。こうしてロータ２０，４０の回転で生じる回転力を回転軸５０により外部に伝達する。一方、外部から伝達される回転力によって回転軸５０が回転すると、ロータ２０，４０が回転し、巻線７２に逆起電力が発生する。

なお、図１０に示す流体通路７６の断面形状は六角形であるが、他の断面形状で成形してもよい。他の断面形状は、六角形以外の多角形や、楕円形を含む円形、多角形や円形等を任意に組み合わせて合成した合成形状などが該当する。

図１１に示すステータ７０の構成例において、バックヨーク部７Ａよりも上側の巻線７２（Ｕ字状導体８０）の一部については断面図で示す。バックヨーク部７Ａよりも上側に示すＵ字状導体８０どうしの接続例は、異なる層（周）のスロット７３に収容されるＵ字状導体８０どうしの接続である。なお、接続後はバックヨーク部７Ａよりも下側に示すように全てのＵ字状導体８０が接続される。

図１２に示すステータ７０の構成例において、巻線７２を構成するＵ字状導体８０の中間部８２は、周方向（図１２の上下方向）と交差する方向（すなわち斜行方向）に曲げ加工する（図６を参照）。この曲げ加工によって、隣接するスロット７３に収容されるＵ字状導体８０の中間部８２と並行するように配置される。

次に、流体１４による冷却について図１３を参照しながら説明する。貯留部１５からポンプ１２によって汲み上げられた流体１４は、ステータコア支持体７１とステータコア７４の間に導入される。流体１４は、落下して上側の巻線７２に当たった後、矢印Ｄ７で示すように支持部７５を経て上側の流体通路７６を流れる。上側の巻線７２を冷却するとともに、ステータコア７４の内部から冷却する。流体通路７６の左端から出た流体１４は、ステータコア７４とディスク部３０で囲まれる空間７Ｂに入る。

空間７Ｂにおける流体１４は、巻線７２に当たった後、ディスク部３０の内壁３０ａに落下する。ステータ７０の駆動に伴ってディスク部３０が回転している場合は、流体１４の一部は遠心力を受けて太い二点鎖線で示すように上昇する。上昇しない流体１４は、矢印Ｄ８で示すように空間７Ｂから下側の流体通路７６を流れた後、下側の巻線７２に当たってから落下し、貯留部１５に戻る。下側の巻線７２を冷却するとともに、ステータコア７４の内部から冷却する。なお、流体１４で冷却する場合を説明したが、流体１４で加温する場合も同様である。

〔実施の形態２〕
実施の形態２は図１４を参照しながら説明する。なお図示および説明を簡単にするため、特に明示しない限り、実施の形態１で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

図１４に示すロータの構成例は、図１０に示すロータの構成例の変形である。図１０に示すロータ２０とロータ４０は、ステータコア７４に対向する面に設ける磁石２２，４２の数を同一とし、かつ、周方向（図面左右方向）にずらさない構成である。これに対して、図１４に示すロータ２０とロータ４０は、周方向に角度θだけ位相差を設ける構成である。角度θは任意に設定してよく、例えば２５度≦θ≦３５度が該当する。このような位相差を設けることで、トルクリップルを低減することができる。

〔実施の形態３〕
実施の形態３は図１５を参照しながら説明する。なお図示および説明を簡単にするため、特に明示しない限り、実施の形態１，２で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

図１５に示すロータの構成例は、図１０に示すロータの構成例の変形である。図１０の構成例については実施の形態２で説明した通りである。これに対して、図１４に示すロータ２０とロータ４０は、ステータコア７４に対向する面に設ける磁石２２，４２を互い違いになるように設ける構成である。図１５では、磁石４２に対向する磁石２２（二点鎖線で図示）を無くし、磁石２２に対向する磁石４２を無くす。言い換えると、図１０に示す構成例のロータ２０，４０から一つ置きに磁石２２，４２を省略する。ロータ２０，４０の一方を磁石とし、他方をステータコア７４の鉄心磁極（コンシクエント磁極）とする構成でもある。この構成でも、図１０に示す磁気回路ＭＣ１〜ＭＣ４と同様に磁束が流れるので、実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。

〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について実施の形態１〜３に従って説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。

上述した実施の形態１〜３では、回転電機１０に電動発電機を適用する構成とした（図１を参照）。この形態に代えて、回転電機１０に発電機や電動機に適用する構成としてもよい。回転力をどのように利用するかの相違に過ぎないので、実施の形態１〜３と同様の作用効果を得ることができる。

上述した実施の形態１〜３では、平角形状を断面形状とするＵ字状導体８０を用いて巻線７２を構成した（図４〜図６を参照）。この形態に代えて、平角形状以外の他の形状を断面形状とするＵ字状導体８０を用いて巻線７２を構成してもよい。他の形状は、四角形以外の多角形や、楕円形を含む円形、多角形や円形等を任意に組み合わせて合成した合成形状などが該当する。Ｕ字状導体８０の形態が相違するに過ぎないので、実施の形態１〜３と同様の作用効果を得ることができる。

上述した実施の形態１〜３では、多数のＵ字状導体８０が一本状となるように接続して巻線７２を構成した（図９〜図１２を参照）。この形態に代えて、高さＨｃが異なるＪ字状導体を多数用いて一本状となるように接続して巻線７２を構成してもよい。Ｕ字状導体８０とＪ字状導体を混在させて接続して巻線７２を構成してもよい。巻線７２の構成が相違するに過ぎないので、実施の形態１〜３と同様の作用効果を得ることができる。

上述した実施の形態１〜３では、ポンプ１２と貯留部１５をハウジング１１の外部に配置する構成とした（図１を参照）。この形態に代えて、ポンプ１２および貯留部１５の一方または双方をハウジング１１の内部に配置する構成としてもよい。配置の相違に過ぎないので、実施の形態１〜３と同様の作用効果を得ることができる。

上述した実施の形態１〜３では、一つのポンプ１２を備える構成とした（図１を参照）。この形態に代えて、二つ以上のポンプ１２を備える構成としてもよい。ポンプ１２の数が相違するに過ぎないので、実施の形態１〜３と同様の作用効果を得ることができる。

上述した実施の形態１〜３では、ポンプ１２で汲み上げた流体１４をステータコア支持体７１の天井部から導入する構成とした（図１，図１３を参照）。この形態に代えて、流体１４を天井部以外の箇所から導入する構成としてもよい。この場合は、狙った巻線７２やステータコア７４を冷却することができる。また、天井部の有無にかかわらず複数箇所から導入する構成としてもよい。回転電機１０が傾いた場合でも確実に巻線７２やステータコア７４を冷却することができる。

上述した実施の形態１〜３では、二つのロータ２０，４０を一つのディスク部３０に固定する構成とした（図１，図１３を参照）。この形態に代えて、二つのロータ２０，４０を個別のディスク部（ディスク部３０に相当）にそれぞれ固定する構成としてもよい。この場合、二つのロータ２０，４０を同期して回転させる構成としてもよく、非同期で回転させる構成としてもよい。個別のディスクで構成しても、巻線７２（Ｕ字状導体８０）やステータコア７４の発熱を個別のディスク部にそれぞれ放散することができる。

上述した実施の形態１〜３では、ステータ７０は、ステータコア支持体７１とステータコア７４を別体に成形し、固定部材７７によって固定する構成とした（図８を参照）。この形態に代えて、ステータコア支持体７１とステータコア７４を一体成形する構成としてもよい。ステータ７０の構成が相違するに過ぎないので、実施の形態１〜３と同様の作用効果を得ることができる。

〔作用効果〕
上述した実施の形態および他の実施の形態によれば、以下に示す各効果を得ることができる。

（１）回転電機１０において、巻線７２は多数のＵ字状導体８０（８０ａ〜８０ｄ）が一本状となるように端部８１どうしが接続され、Ｕ字状導体８０は、端部８１をステータ７０のステータコア支持体７１に接近させ、かつ、底部８４をステータコア支持体７１から離反するようにスロット７３に収容される構成とした（図１，図４，図８を参照）。この構成によれば、Ｕ字状導体８０をスロット７３に差し込むように収容するだけでよくなり、ステータコア７４に巻き回す必要がない。よって、巻線７２の絶縁皮膜が損傷するのを防止することができ、上記占積率が向上して小型高性能が得られる。

（２）ステータコア７４には、流体１４を流す流体通路７６が設けられる構成とした（図１，図１３を参照）。この構成によれば、流体通路７６に流体１４を流すことによってステータコア７４が冷却され、当該ステータコア７４とロータ２０，４０で囲まれる空間７Ｂも冷却される。よって、ステータコア７４自体の熱放散を促進させ、空間７Ｂも熱交換されるので、冷却性能が増す。こうして空間７Ｂに熱がこもるのを防止するので、高出力の連続運転を行うことができる。流体１４の温度によってはステータコア７４を加温することもできるので、寒冷地や寒冷期等でも容易に作動させることができる。

（３）流体１４は、油または空気である構成とした（図１，図１３を参照）。この構成によれば、一般的に入手が容易な油や空気によって、冷却等の性能を促進できる。

（４）ステータコア７４は、ロータ２０，４０の極数と極の角度位置とを合わせてロータ２０，４０の磁束合流体通路部として構成するバックヨーク部７Ａを有する構成とした（図１０を参照）。この構成によれば、流体通路７６に流れる流体１４によって温度を安定させることができ、磁束合流体通路部として機能するバックヨーク部７Ａによって回転電機１０の性能（磁束やトルク等）を向上させることができる。

（５）二つのロータ２０，４０を固定し、ロータ２０，４０よりも熱伝導率が高いディスク部３０を有する構成とした（図１を参照）。この構成によれば、巻線７２（Ｕ字状導体８０）やステータコア７４の発熱をディスク部３０に放散することができる。

（６）二つのロータ２０，４０は、ロータ２０に備える磁石２２とロータ４０に備える磁石４２とで、所定の角度θずらして位相差を設ける構成とした（図１４を参照）。この構成によれば、位相差を設けることでトルクリップルを低減することができる。

（７）二つのロータ２０，４０は、ロータ２０に備える磁石２２とロータ４０に備える磁石４２とで、対向させずに交互に配置する構成とした（図１５を参照）。すなわち、ロータ２０，４０の一方を磁石とし、他方をステータコア７４の鉄心磁極とする構成である。この構成によれば、図１０に示す磁気回路ＭＣ１〜ＭＣ４と同様に磁束が流れるのでトルクを発生させ、ロータ２０，４０の回転で生じる回転力を回転軸５０により外部に伝達できる。一方、外部から伝達される回転力によって回転軸５０が回転すると、ロータ２０，４０が回転し、巻線７２に逆起電力が発生する。

１０回転電機
２０，４０ロータ（回転子）
７０ステータ（固定子）
７１ステータコア支持体
７２巻線
７３スロット
７４ステータコア
８０Ｕ字状導体（巻線）
８１端部
８４底部

Claims

複数のスロット（７３）を有するステータコア（７４）と前記スロットに収容される一以上の巻線（７２）とを備えるステータ（７０）と、前記ステータを挟むように回転自在に設けられる二つのロータ（２０，４０）とを有する回転電機（１０）において、
前記巻線は多数のＵ字状導体（８０）が一本状となるように端部（８１）どうしが電気的に接続され、
前記Ｕ字状導体は、前記端部を前記ステータのステータコア支持体（７１）に接近させ、かつ、底部（８４）を前記ステータコア支持体から離反するように前記スロットに収容されることを特徴とする回転電機。
前記ステータコアには、流体（１４）を流す流体通路（７６）が設けられることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
前記流体は、油または空気であることを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
前記ステータコアは、前記ロータの極数と極の角度位置とを合わせて前記ロータの磁束合流体通路部として構成するバックヨーク部（７Ａ）を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機。
前記二つのロータを固定し、前記ロータよりも熱伝導率が高いディスク部（３０）を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の回転電機。
前記二つのロータに備えられる磁石（２２，４２）は、所定の角度（θ）ずらして位相差を設けることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の回転電機。
前記二つのロータに備えられる磁石（２２，４２）は、対向させずに交互に配置することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の回転電機。