JP6508682B2 - ステータ用巻線およびステータ - Google Patents

Description

本発明は、ステータ用巻線およびステータに関するものである。

従来、ステータコアのスロットに挿入されるステータ用巻線は、導線の周りに均一な厚さの絶縁性の被膜を有する。そして、ステータ用巻線は、該巻線とスロットの内面との間に絶縁紙を介在させてスロットに挿入されている。
ここで、巻線の導体部の基本断面形状の各辺が湾曲した断面形状を有することで、巻線の断面が外形的にほぼ多角形状となるコイル巻線が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、ステータコアのスロットから延出したコイルエンド部に付加絶縁層を備えるセグメントコイルが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１２−９０４４１号公報 特開２０１５−３５８６６号公報

ところで、巻線とスロットの内面との間に絶縁紙を介在させる場合、ステータの製造時に絶縁紙に破れや潰れ等が生じることがある。このため、ステータに絶縁紙を設ける場合、ステータの製造性が低下する場合がある。また絶縁紙を設ける場合、絶縁紙を切断する工程や、切断した絶縁紙をスロットに挿入する工程等が必要になる。この観点でも、ステータに絶縁紙を設ける場合、ステータの製造性が低下する場合がある。
一方で、絶縁紙を省略するために巻線の被膜を全体的に厚く形成することが考えられる。ただしこの場合、巻線の厚い被膜によってスロット内の占積率が低下する場合がある。占積率が低下すると、回転電機の性能低下や大型化等を招く場合がある。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、高い占積率を確保しつつ、ステータの製造性の向上を図ることができるステータ用巻線およびステータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載した発明では、ステータ用巻線は、ステータコアのスロット内に互いに重ねて配置される複数の巻線部を有し、前記複数の巻線部の各々は、通電性の導線と、前記導線を覆う絶縁性の被膜とを有し、１つの前記巻線部を断面視した場合に、前記被膜は、前記ステータコアの周方向において前記導線と前記ステータコアとの間に配置される第１絶縁部と、前記ステータコアの径方向において前記導線と別の前記巻線部との間に配置される第２絶縁部とを含み、前記第２絶縁部の前記径方向の最大厚さは、前記第１絶縁部の前記周方向の最大厚さよりも薄く、前記第１絶縁部の表面は、絶縁性の接着剤が入る第１凹部（例えば、実施形態における第１凹部９１）を有し、前記第２絶縁部の表面は、絶縁性の接着剤が入る複数の第２凹部（例えば、実施形態における第２凹部９２）を有するとともに、前記複数の第２凹部の間に前記ステータコアの径方向において別の前記巻線部と向かい合う平面部（例えば、実施形態における平面部５２ｂ）を有し、前記ステータコアの径方向における前記第１凹部の幅は、前記ステータコアの周方向における前記複数の第２凹部の各々の幅よりも大きく形成されたことを特徴とする。
請求項２に記載した発明では、前記第１凹部は、前記巻線部の外部に隣り合う第１部分（例えば、実施形態における第１部分１１１）と、前記第１部分よりも前記巻線部の中心側に設けられた第２部分（例えば、実施形態における第２部分１１２）とを有し、前記第１部分が前記第２部分よりも狭いことで前記第１絶縁部の一部と前記導線との間に位置する前記第２部分の端部に前記接着剤の一部が入り込む溜まり部（例えば、実施形態における逃げ部１１２ａ）が設けられたことを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項３に記載した発明では、ステータは、スロットを有したステータコアと、前記スロット内に互いに重ねて配置された複数の巻線部を有したステータ用巻線と、を備え、前記複数の巻線部の各々は、通電性の導線と、前記導線を覆う絶縁性の被膜とを有し、１つの前記巻線部を断面視した場合に、前記被膜は、前記ステータコアの周方向において前記導線と前記ステータコアとの間に配置された第１絶縁部と、前記ステータコアの径方向において前記導線と別の前記巻線部との間に配置された第２絶縁部とを含み、前記第２絶縁部の前記径方向の最大厚さは、前記第１絶縁部の前記周方向の最大厚さよりも薄く、前記第１絶縁部の表面は、絶縁性の接着剤が入った第１凹部を有し、前記第２絶縁部の表面は、絶縁性の接着剤が入った複数の第２凹部を有するとともに、前記複数の第２凹部の間に前記ステータコアの径方向において別の前記巻線部と向かい合う平面部を有し、前記ステータコアの径方向における前記第１凹部の幅は、前記ステータコアの周方向における前記複数の第２凹部の各々の幅よりも大きく形成されたことを特徴とする。

請求項１，３に記載した発明によれば、前記第１絶縁部に比べて前記第２絶縁部が薄いため、高い占積率を確保することができる。また、前記第１絶縁部が比較的厚いため、少なくともステータコアの周方向において絶縁紙を介在させることなく、巻線をスロット内に配置することができる。これにより、絶縁紙に起因する不具合を抑制することができ、ステータの製造性の向上を図ることができる。

請求項１，３に記載した発明によれば、絶縁性の接着剤が入る凹部が被膜の表面に設けられるため、巻線部とステータコアとの間の接着力を高めることができる。これにより、例えば振動等に強いステータを提供することができる。

第１の実施形態の回転電機の全体構成を示す断面図である。 第１の実施形態のステータの一部を示す断面図である。 第１の実施形態のセグメントコイルを示す斜視図である。 第１の実施形態の巻線の断面構成を示す斜視図である。 図２中に示されたステータのＦ５線で囲まれた領域を拡大して示す断面図である。 第１の実施形態の巻線の製造過程の様子を示す断面図である。 第２の実施形態のステータの一部を示す断面図である。 第３の実施形態のステータの一部を示す断面図である。 実施形態のいくつかの変形例に係るステータの一部を示す断面図である。 実施形態の別の変形例に係るステータの一部を示す断面図である。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお以下の説明では、略同じまたは類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それらの重複する説明は省略する場合がある。

（第１の実施形態）
まず、図１から図６を参照し、第１の実施形態のステータ用巻線１２およびステータ３について説明する。
図１は、本実施形態のステータ３を含む回転電機１の全体構成を示す。
回転電機１は、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車のような車両に搭載される走行用モータである。ただし、本実施形態の構成は、上記例に限らず、発電用モータやその他用途のモータにも適用可能であり、また車両に搭載される以外の回転電機にも適用可能である。本実施形態の回転電機１は、例えば分布巻モータである。

図１に示すように、回転電機１は、ケース２と、ステータ３と、ロータ４と、出力シャフト５とを備える。
ケース２は、例えばステータ３およびロータ４を収容する筒状に形成されている。
ステータ３は、環状に形成されて、例えばケース２の内周面に取り付けられている。ステータ３は、ステータコア１１と、ステータコア１１に取り付けられたステータ用巻線１２とを有し、ロータ４に対して回転磁界を作用させる。
ロータ４は、例えば、ロータコアと、ロータコアに取り付けられた磁石とを有し、ステータ３の内側で回転駆動される。
出力シャフト５は、ロータ４に接続されてロータ４の回転を駆動力として出力する。

ここで、ステータコア１１の軸方向Ｚ、径方向Ｒ、および周方向θ（図２参照）について定義する。ステータコア１１の軸方向Ｚは、出力シャフト５の回転中心軸Ｃと略平行に延びた方向である。ステータコア１１の径方向Ｒは、回転中心軸Ｃから放射状に離れる方向およびその反対方向（回転中心軸Ｃに近付く方向）である。ステータコア１１の周方向θは、回転中心軸Ｃから一定の距離を保ちながら回転中心軸Ｃの周りを回転する方向である。

次に、ステータ３について詳しく説明する。
図２は、ステータ３の一部を示す断面図である。
図２に示すように、ステータ３は、ステータコア１１と、ステータコア１１に取り付けられたステータ用巻線１２とを有する。

ステータコア１１は、ロータ４を囲む環状に形成されている。ステータコア１１は、例えば周方向θに分割された複数のピースが互いに連結されることで形成される分割型ステータコアでもよく、複数枚の電磁鋼鈑が軸方向Ｚに積層されることで形成される積層型ステータコアでもよい。
ステータコア１１は、環状のヨーク部２１と、複数のティース部２２と、複数のスロット２３とを有する。複数のティース部２２は、ヨーク部２１からステータコア１１の径方向Ｒの内側に向けて突出している。各スロット２３は、ステータコア１１の周方向θにおいて互いに隣り合う２つのティース部２２の間に形成されている。このため、複数のスロット２３は、ステータコア１１の周方向θに並んで配置されている。各スロット２３は、ステータコア１１の軸方向Ｚにステータコア１１を貫通している。各スロット２３の内面２３ｉは、ステータコア１１の周方向θに互いに離れた一対の側面２３ｓを有する。一対の側面２３ｓは、例えば互いに略平行である。

ステータ用巻線１２（以下、単に「巻線」と称する。）は、ステータコア１１のスロット２３に挿入されてステータコア１１に装着されている。巻線１２は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相からなる３相コイルである。本実施形態の巻線１２は、互いに連結されて使用される複数のセグメントコイル（分割導線）３０によって形成されている。

図３は、巻線１２に含まれる１つのセグメントコイル３０を示す斜視図である。
図３に示すように、１つのセグメントコイル３０は、複数（例えば４つ）のセグメント導体３１を有する。各セグメント導体３１は、通電性の導線５０と、導線を覆う絶縁性の被膜５２とを有する。各セグメント導体３１の断面形状は、長方形状に形成されている。なお本願で言う「断面」または「断面形状」とは、ステータコア１１の軸方向Ｚに略直交する平面に沿う断面または断面形状を意味する。同一のスロット２３に挿入される複数のセグメント導体３１は、セグメント導体３１の主面同士を互いに向かい合わせにして、１列に重ねられている。１つのセグメントコイル３０に含まれる複数のセグメント導体３１には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のうち、互いに同相の電流が流れる。

図３に示すように、各セグメント導体３１は、２つの直線部４０Ａ，４０Ｂと、第１接続部４１と、２つの第２接続部４２Ａ，４２Ｂとを有する。２つの直線部４０Ａ，４０Ｂは、互いに異なるスロット２３に分かれて収容される。複数のスロット２３に分かれて収容される複数のセグメントコイル３０の直線部４０Ａ，４０Ｂは、ステータコア１１の周方向θにおいて、Ｕ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｗ相、Ｕ相、Ｕ相、…の順に配列されている。第１接続部４１は、スロット２３の外部に配置されるとともに、２つの直線部４０Ａ，４０Ｂの端部同士を接続している。第２接続部４２Ａ，４２Ｂは、直線部４０Ａ，４０Ｂに対して第１接続部４１とは反対側に位置するとともに、スロット２３の外部に配置されている。一方の第２接続部４２Ａは、別のセグメントコイル３０の第２接続部４２ＢとＴＩＧ溶接やレーザ溶接等で接合される。他方の第２接続部４２Ｂは、さらに別のセグメントコイル３０の第２接続部４２ＡとＴＩＧ溶接やレーザ溶接等で接合される。これにより、複数のセグメントコイル３０が順次連結されている。なお以下の説明において、２つの直線部４０Ａ，４０Ｂを互いに区別する必要がない場合は、単に「直線部４０」と称する。

次に、巻線１２の断面構成について詳しく説明する。
図４は、巻線１２の断面構成を示す図である。
図４に示すように、巻線１２の各セグメント導体３１は、導線５０と、第１被膜５１と、第２被膜５２とを有する。

導線５０は、例えば、断面が長方形状に形成された平角線である。なお本願で言う「長方形状」とは、角部に丸みを有した長方形状を含む。導線５０の材料は、例えば銅であるが、銅以外の金属材料等でもよい。また本願で言う「導線」とは、１つの金属線（例えば銅線）で形成されたものに限らず、複数の金属線が束ねられることで形成された導線も含む。このため、本願で言う「導線」は、「導体部」または「導線部」のような表現に読み替えることもできる。

本実施形態の導線５０は、一対の第１平面部５０ａと、一対の第２平面部５０ｂとを有する。第１平面部５０ａは、導線５０の断面形状（長方形状）の長手方向とは略直交した方向に沿う平面部である。一方で、第２平面部５０ｂは、導線５０の断面形状の長手方向に沿う平面部である。すなわち、第２平面部５０ｂは、第１平面部５０ａに比べて面積が大きい。

第１被膜５１は、導線５０の表面に沿って設けられている。第１被膜５１は、巻線１２を断面視した場合に、導線５０を囲むように設けられ、導線５０の全周囲を覆っている。第１被膜５１は、絶縁性を有するとともに、例えば第２被膜５２に比べて耐熱性等で優れた材料で形成されている。第１被膜５１は、例えばエナメル層である。第１被膜５１は、導線５０の全周囲において略均一の厚さを有する。

一方で、第２被膜５２は、本願で言う「被膜」の一例である。第２被膜５２は、第１被膜５１の外周側に設けられている。第２被膜５２は、巻線１２を断面視した場合に、導線５０を囲むよう（すなわち第１被膜５１を囲むよう）に設けられ、導線５０の全周囲を覆っている。第２被膜５２は、押出成形により形成された合成樹脂部であり、絶縁性を有する。第２被膜５２の材料は、例えば熱可塑性樹脂であり、具体的な一例としてはＰＥＥＫ（ポリエーテル・エーテル・ケトン）である。なお、第２被膜５２の材料は、上記例に限定されず、その他の材料でもよい。また場合により、第１被膜５１の無い構成であってもよい。

図５は、図２中に示されたステータ３のＦ５線で囲まれた領域を拡大して示す断面図である。なお図５以降の図は、説明の便宜上、第１被膜５１の図示を省略した簡略図で示す。また以下の説明では、第２被膜５２を単に「被膜５２」と称する。

図５に示すように、１つのセグメントコイル３０に含まれる複数のセグメント導体３１の直線部４０は、スロット２３内に互いに重ねて配置される。例えば、これら複数の直線部４０は、ステータコア１１の径方向Ｒにおいて互いに重ねて配置される。各直線部４０は、本願で言う「巻線部」の一例である。このため以下の説明では、「直線部４０」を「巻線部４０」と称する。なお、本願において「互いに重ねて配置される」とは、複数の部材が互いに接する場合に限られず、複数の部材の間に接着剤等が入り込み、複数の部材が直接に接していない場合も含む。

そして、図５に示すように、各巻線部４０の被膜５２は、一対の第１絶縁部６１と、一対の第２絶縁部６２とを有する。
第１絶縁部６１は、１つの巻線部４０を断面視した場合に、ステータコア１１の周方向θにおいて導線５０とステータコア１１との間に配置される。すなわち、第１絶縁部６１は、ステータコア１１の周方向θにおいて、導線５０とスロット２３の側面２３ｓ（すなわちティース部２２）との間に配置される。

第１絶縁部６１は、導線５０の第１平面部５０ａを覆っている。第１絶縁部６１は、第１平面部５０ａと略平行な第３平面部５２ａを有する。第３平面部５２ａは、第１平面部５０ａに比べて大きい。第３平面部５２ａは、第１絶縁部６１の表面のなかで、ステータコア１１の周方向θにおいて第１平面部５０ａから最も離れた位置（被膜５２の最外周面）に配置されている。本実施形態では、一対の第３平面部５２ａの間の距離は、ステータコア１１の周方向θにおけるスロット２３の幅（すなわち、一対の側面２３ｓの間の幅）と略同じである。本実施形態の巻線１２は、少なくともステータコア１１の周方向θにおいて該巻線１２とステータコア１１との間に絶縁紙を介在させることなく、スロット２３内に収容されている。このため、一対の第３平面部５２ａの一方または双方は、ティース部２２によって形成されたスロット２３の側面２３ｓに直接に接する。

一方で、第２絶縁部６２は、１つの巻線部４０を断面視した場合に、ステータコア１１の径方向Ｒにおいて導線５０と別の巻線部４０との間に配置される。なお「別の巻線部４０」とは、断面視の対象である巻線部４０とは別の巻線部４０を意味し、例えば断面視の対象である巻線部４０に対して隣に位置する巻線部４０である。

第２絶縁部６２は、導線５０の第２平面部５０ｂを覆っている。第２絶縁部６２は、第２平面部５０ｂと略平行な第４平面部５２ｂを有する。第４平面部５２ｂは、第２平面部５０ｂに比べて大きい。第４平面部５２ｂは、第２絶縁部６２の表面のなかで、ステータコア１１の径方向Ｒにおいて第２平面部５０ｂから最も離れた位置（被膜５２の最外周面）に配置されている。
第１絶縁部６１および第２絶縁部６２は、例えば密実に形成されている。なお本願で言う「密実」とは、内部に意図的な気泡（発泡剤による気泡など）を有しないことを意味する。

次に、被膜５２の各部の厚さについて説明する。
図５に示すように、本実施形態では、第２絶縁部６２は、第１絶縁部６１に比べて薄く形成されている。詳しく述べると、ステータコア１１の径方向Ｒにおける第２絶縁部６２の最大厚さｔ２は、ステータコア１１の周方向θにおける第１絶縁部６１の最大厚さｔ１よりも薄い。なお本実施形態では、第２絶縁部６２の最大厚さｔ２は、導線５０の第２平面部５０ｂと第２絶縁部６２の第４平面部５２ｂとの間の厚さである。第１絶縁部６１の最大厚さｔ１は、導線５０の第１平面部５０ａと第１絶縁部６１の第３平面部５２ａとの間の厚さである。例えば、第２絶縁部６２の最大厚さｔ２を１とすると、第１絶縁部６１の最大厚さｔ１は１．５〜２．５程度の厚さを有する。
別の観点で見ると、本実施形態では、第１絶縁部６１は、該第１絶縁部６１のなかでステータコア１１の径方向Ｒにおける中央部６１ｃで、ステータコア１１の周方向θに最大厚さｔ１を有する。同様に、第２絶縁部６２は、該第２絶縁部６２のなかでステータコア１１の周方向θにおける中央部６２ｃで、ステータコア１１の径方向Ｒに最大厚さｔ２を有する。

本実施形態では、第１絶縁部６１および第２絶縁部６２は、互いに一体である押出成形部６５である。そこで次に、巻線１２の製造方法の一例について説明する。
図６は、巻線１２の製造過程の様子を示す断面図である。
図６に示すように、まず、断面形状が円形の導線５０が製造ラインのサプライ装置にセットされる（図６中の（ａ）参照）。この導線５０は、インライン伸線機によって、断面形状が長方形状の平角線に塑性変形される（図６中の（ｂ）参照）。次に、導線５０は、アニーラ（焼鈍炉）に通されることで、焼鈍処理される（図６中の（ｃ）参照）。次に、導線５０の表面にワニスが塗布され、ワニスの焼付けが行われる。これにより、導線５０の表面にエナメル層である第１被膜５１が形成される（図６中の（ｃ）参照）。

次に、導線５０は、予熱機に通されて予熱される。その後、導線５０は、押出機に通される。この押出機において、導線５０は、第２被膜５２を形成する樹脂材料が供給されるとともに、押出加工される。これにより、厚さが互いに異なる第１絶縁部６１と第２絶縁部６２とを含む第２被膜５２が形成される。これにより、巻線１２が形成される。その後、巻線１２は、冷却槽に通されて冷却される。そして、巻線１２の検査が行われる。これにより、巻線１２が完成する。

次に、本実施形態の巻線１２の作用について説明する。
本実施形態の巻線部４０は、少なくともステータコア１１の周方向θにおいて、導線５０とステータコア１１との間に絶縁紙を介在させることなく、スロット２３内に配置される。本実施形態の巻線部４０の被膜５２は、ステータコア１１の周方向θにおいて、導線５０とステータコア１１との間に比較的厚い第１絶縁部６１を有する。ここで、巻線部４０とステータコア１１との間の電位差は、比較的高く、例えば約７００Ｖである。しかしながら、本実施形態では、第１絶縁部６１が比較的厚いため、絶縁紙を介在させることなく、導線５０とステータコア１１との間の絶縁性が十分に確保される。

一方で、本実施形態の巻線部４０の被膜５２は、ステータコア１１の径方向Ｒにおいて導線５０と別の巻線部４０との間に比較的薄い第２絶縁部６２を有する。ここで、ステータコア１１の径方向Ｒにおいて互いに重ねられた複数の巻線部４０の間の電位差は、巻線部４０とステータコア１１との間の電位差に比べて小さく、例えば６５０Ｖである。このため、第２絶縁部６２が比較的薄くても、複数の巻線部４０の間の絶縁性が十分に確保される。

以上のような構成の巻線１２によれば、第２絶縁部６２が比較的薄いため、各巻線部４０に比較的太い導線５０を配置することができる。このため、スロット２３内で高い占積率を確保することができる。一方で、第１絶縁部６１が比較的厚いため、少なくともステータコア１１の周方向θにおいて絶縁紙を介在させることなく、スロット２３内に巻線１２を配置することができる。絶縁紙を省略することができると、絶縁紙に起因する不具合を抑制することができるため、ステータ３の製造性の向上を図ることができる。

本実施形態では、導線５０は、平角線である。このような構成によれば、第１絶縁部６１および第２絶縁部６２の厚さを精度良く形成しやすくなる場合がある。例えば、被膜５２が押出成形によって形成される場合、導線５０が平角線であると、第１絶縁部６１および第２絶縁部６２の厚さを精度良く形成しやすくなる。このため、第１絶縁部６１の厚さとして、導線５０とステータコア１１との間の絶縁性を十分に確保できる厚さのなかで、なるべく薄い厚さを実現しやすくなる。同様に、第２絶縁部６２の厚さとして、導線５０と隣の巻線部４０との間の絶縁性を十分に確保できる厚さのなかで、なるべく薄い厚さを実現しやすくなる。このため、占積率をさらに向上させることができる。

本実施形態では、第１絶縁部６１の表面は、導線５０の第１平面部５０ａと略平行な第３平面部５２ａを有する。第３平面部５２ａは、第１絶縁部６１の表面のなかで、ステータコア１１の周方向θにおいて導線５０の第１平面部５０ａから最も離れた位置に配置されている。このような構成によれば、第１絶縁部６１の第３平面部５２ａがステータコア１１に接することで、スロット２３内で巻線部４０の位置が安定しやすい。このため、ステータ３の組立作業を安定して行うことができ、ステータ３の製造性のさらなる向上を図ることができる。

本実施形態では、第２絶縁部６２の表面は、導線５０の第２平面部５０ｂと略平行な第４平面部５２ｂを有する。第４平面部５２ｂは、第２絶縁部６２の表面のなかで、ステータコア１１の径方向Ｒにおいて導線５０の第２平面部５０ｂから最も離れた位置に配置されている。このような構成によれば、例えば第２絶縁部６２の第４平面部５２ｂが隣の巻線部４０に接することで、巻線部４０の位置が安定しやすい。このため、このため、ステータコア１１に対する巻線部４０の取り付けやすさ等が向上する。また、複数の巻線部４０を互いに重ねて配置しやすくなる。これらにより、ステータ３の製造性の向上を図ることができる。

本実施形態では、第１絶縁部６１および第２絶縁部６２は、互いに一体である押出成形部６５である。このような構成によれば、第１絶縁部６１の厚さおよび第２絶縁部６２の厚さを精度良く形成しやすくなる。このため、占積率を高めることができるとともに、ステータ３の製造性もさらに向上させることができる。

（第２の実施形態）
次に、図７を参照して、第２の実施形態のステータ用巻線１２およびステータ３について説明する。本実施形態の巻線１２は、該巻線１２とステータコア１１との間に冷媒が流入可能な凹部７１を有する点で第１の実施形態とは異なる。なお、本実施形態のその他の構成は、第１の実施形態の構成と同様である。そのため、第１の実施形態と同様の部分の説明は省略する。

本実施形態の回転電機１は、ステータ３やロータ４等に冷媒を供給する図示しない冷媒供給システムを備える。冷媒供給システムは、ステータ３やロータ４等に向けて冷媒を供給する吐出口と、ケース２の底部に貯留される冷媒を前記吐出口に向けて送る冷媒通路および機械式ポンプと、冷媒通路を流れる冷媒を冷却する冷却器等を備える。冷媒の一例は、例えばＡＴ（オートマチックトランスミッション）のトランスミッションにおいて潤滑および動力伝達等に用いられる作動油である。例えば、回転電機１は、ステータ３の一部が冷媒に浸かった状態で使用される。

本実施形態では、各巻線部４０の被膜５２の表面に、冷媒供給システムの吐出口から供給された冷媒が流入可能な凹部７１が設けられている。凹部７１は、例えば第１絶縁部６１の表面に設けられている。詳しく述べると、凹部７１は、第１絶縁部６１の外周面から巻線部４０の内側に向けて窪んでいる。ただし、凹部７１は、導線５０には達していない。凹部７１の底部と導線５０との間には、被膜５２の一部が存在する。

図７に示すように、凹部７１は、巻線部４０を断面視した場合に、例えば逆台形状に形成されている。すなわち、凹部７１は、底面８０、第１斜面８１、および第２斜面８２を有する。底面８０は、導線５０に対して凹部７１のなかで最も近くに配置されている。第１斜面８１および第２斜面８２は、底面８０の両端から第１絶縁部６１の外周面に向けて延びている。第１斜面８１および第２斜面８２は、底面８０から第１絶縁部６１の外周面に向けて進むに従い、第１斜面８１と第２斜面８２との間の間隔が徐々に広がるように互いに傾いている。このような形状の凹部７１によれば、被膜５２の強度を確保しつつ、凹部７１に対する冷媒の流入抵抗を小さくすることができる。

また別の観点で見ると、本実施形態では、ステータコア１１の径方向Ｒにおける凹部７１の最大幅Ｗ１は、ステータコア１１の径方向Ｒにおける導線５０の厚さＴと略同じである。また、ステータコア１１の周方向θにおける凹部７１の深さＬ１は、例えば凹部７１の底面８０と導線５０との間の距離Ｌ２よりも大きい。また別の観点で見ると、ステータコア１１の周方向θにおける凹部７１の深さＬ１は、ステータコア１１の径方向Ｒにおける第２絶縁部６２の最大厚さｔ２よりも大きい。このような構成によれば、被膜５２の強度を確保しつつ、冷媒が流入する凹部７１の面積を大きく確保することができる。また、凹部７１の深さＬ１が深いと、導線５０の比較的近くに冷媒を流すことができる。

凹部７１は、ステータコア１１の軸方向Ｚにおいて、少なくとも巻線部（直線部）４０の略全長に亘って設けられている。すなわち、凹部７１は、ステータコア１１の軸方向Ｚにおいて、ステータコア１１の両側に開口している。このため、ステータコア１１の軸方向Ｚにおいてステータコア１１の一方の側に供給された冷媒は、巻線部４０に設けられた凹部７１を通る過程で導線５０が発した熱の一部を奪い、ステータコア１１の他方の側から排出される。これにより、ステータ３の冷却性能を向上させることができる。

以上を纏めると、本実施形態の構成は、巻線部４０の被膜５２の表面に、冷媒が流入可能な凹部７１が設けられている。このような凹部７１が設けられていると、回転電機１のなかで最も高温になりやすいステータコア１１の内部（例えば巻線１２の近く）を効果的に冷却することができる。これにより、ステータ３の冷却性能を向上させることができ、回転電機１の性能や寿命を向上させることができる。本実施形態では、冷却が流入する凹部７１は、比較的厚く形成された第１絶縁部６１の厚みを利用して設けられている。すなわち、比較的厚い第１絶縁部６１を利用することで、大きな凹部７１を設けることができる。このような大きな凹部７１を設けることができると、ステータ３の冷却性能をさらに高めることができる。なお、凹部７１が設けられる場所は、第１絶縁部６１に限らない。凹部７１は、例えば複数の巻線部４０の間で絶縁性が確保される場合、第２絶縁部６２に設けられてもよい。

（第３の実施形態）
次に、図８を参照して、第３の実施形態のステータ用巻線１２およびステータ３について説明する。本実施形態の巻線１２は、該巻線１２とステータコア１１との間に絶縁性の接着剤９０が入る凹部９１，９２を有する点で第１の実施形態とは異なる。なお、本実施形態のその他の構成は、第１の実施形態の構成と同様である。そのため、第１の実施形態と同様の部分の説明は省略する。

本実施形態では、各巻線部４０の被膜５２の表面に、それぞれ絶縁性の接着剤９０（例えばワニス）が含浸される第１凹部９１および第２凹部９２が設けられている。第１凹部９１は、第１絶縁部６１の表面に設けられている。第２凹部９２は、第２絶縁部６２の表面に設けられている。第１凹部９１および第２凹部９２は、被膜５２の外周面から巻線部４０の内部に向けて窪んでいる。ただし、第１凹部９１および第２凹部９２は、導線５０には達していない。第１凹部９１および第２凹部９２の底部と導線５０との間には、被膜５２の一部が存在する。接着剤９０は、例えばスロット２３に複数の巻線部４０が重ねて収容された後に、流動性がある状態でスロット２３に供給される。これにより、接着剤９０は、第１凹部９１および第２凹部９２の内部に流入して硬化する。第１凹部９１に入った接着剤９０は、巻線部４０とステータコア１１とを接着する。第２凹部９２に入った接着剤９０は、隣り合う２つの巻線部４０を接着する。

図８に示すように、第１凹部９１および第２凹部９２の各々は、巻線部４０を断面視した場合に、例えば逆台形状に形成されている。すなわち、第１凹部９１および第２凹部９２の各々は、第２実施形態の凹部７１と同様に、底面８０、第１斜面８１、および第２斜面８２を有する。このような形状の凹部９１，９２によれば、被膜５２の強度を確保しつつ、第１凹部９１および第２凹部９２に対する接着剤９０の流入抵抗を小さくすることができる。また、第１凹部９１および第２凹部９２が底面８０に対して傾いた第１斜面８１および第２斜面８２を有すると、接着剤９０が接着する接着面積が広くなる。これにより、巻線部４０とステータコア１１との間、および巻線部４０同士の間の接着強度を高めることができる。また別の観点で見ると、ステータコア１１の径方向Ｒにおける第１凹部９１の最大幅Ｗ１は、ステータコア１１の径方向Ｒにおける導線５０の厚さＴと略同じである。

本実施形態では、複数の第２凹部９２は、ステータコア１１の周方向θにおいて互いに離れた複数の位置に分かれて設けられている。言い換えると、複数の第２凹部９２の間には、第４平面部５２ｂが設けられている。このような構成によれば、第４平面部５２ｂによって複数の巻線部４０が互いに安定して接する。このため、スロット２３に対する巻線部４０の取り付けやすさ等が向上する。また、複数の巻線部４０を互いに重ねて配置しやすくなる。これらにより、ステータ３の製造性の向上を図ることができる。
更に別の観点で見ると、複数の第２凹部９２が設けられた場合、各巻線部４０において接着剤９０に接する面積が増加する。また、比較的小さな複数の第２凹部９２が設けられた場合、毛細管現象等によって接着剤９０が第２凹部９２の内部により入りやすくなる場合がある。このため、巻線部４０とステータコア１１との接着力をさらに向上させることができる。

第１凹部９１および第２凹部９２の各々は、ステータコア１１の軸方向Ｚにおいて、少なくとも巻線部（直線部）４０の略全長に亘って設けられている。すなわち、第１凹部９１および第２凹部９２の各々は、ステータコア１１の軸方向Ｚにおいて、ステータコア１１の両側に開口している。このため、ステータコア１１のスロット２３に巻線部４０を挿入した後に、ステータコア１１の外部から第１凹部９１および第２凹部９２に接着剤９０を含浸させやすい。これにより、ステータ３の製造性をさらに向上させることができる。

以上を纏めると、本実施形態の構成は、絶縁性の接着剤９０が入る第１凹部９１および第２凹部９２が被膜５２の表面に設けられるため、巻線部４０とステータコア１１との間の接着力、および複数の巻線部４０の間の接着力を高めることができる。これにより、例えば振動等に強いステータを提供することができる。本実施形態では、接着剤９０が入る第１凹部９１は、比較的厚く形成された第１絶縁部６１の厚みを利用して設けられている。すなわち、比較的厚い第１絶縁部６１を利用することで、被膜５２の強度を確保しつつ、断面積が大きいため接着剤９０が入りやすい第１凹部９１を設けることができる。

以上、第１から第３の実施形態のステータ用巻線１２およびステータ３について説明したが、実施形態の構成は上記例に限られない。例えば、図９は、ステータ用巻線１２およびステータ３の代表的ないくつかの変形例を示す。

（第１変形例）
図９中の（ａ）は、第１変形例のステータ３を示す。
本変形例の回転電機１は、分布巻モータである。本変形例では、巻線１２は、ステータコア１１の径方向Ｒに加えて、ステータコア１１の周方向θに互いに重ねて配置される複数の巻線部４０を含む。本変形例の導線５０は、断面が円形状に形成された丸束線である。なお本願で言う「円形状」とは、真円状の場合に加え、楕円形状の場合を含む。また、本変形例の被膜５２は、断面が円形状に形成されている。

本変形例では、導線５０は、巻線部４０を断面視した場合に、巻線部４０の中心に対して偏心した位置に設けられている。例えば、導線５０は、ステータコア１１の周方向θにおいてスロット２３の側面２３ｓから離れる方向に、巻線部４０の中心に対して偏心している。各巻線部４０の被膜５２は、第１絶縁部６１、第２絶縁部６２、および第３絶縁部６３を有する。第１および第２の絶縁部６１，６２の定義は、第１の実施形態と同様である。第３絶縁部６３は、１つの巻線部４０を断面視した場合に、ステータコア１１の周方向θにおいて導線５０と別の巻線部４０との間に配置される。

そして、本変形例では、第１の実施形態と同様に、ステータコア１１の径方向Ｒにおける第２絶縁部６２の最大厚さｔ２は、ステータコア１１の周方向θにおける第１絶縁部６１の最大厚さｔ１よりも薄い。このような構成によれば、第１の実施形態と同様に、高い占積率を確保しつつ、ステータ３の製造性の向上を図ることができる。

更に、本変形例では、ステータコア１１の周方向θにおける第３絶縁部６３の最大厚さｔ３は、ステータコア１１の周方向θにおける第１絶縁部６１の最大厚さｔ１よりも薄い。また、ステータコア１１の周方向θにおける第３絶縁部６３の最大厚さｔ３は、ステータコア１１の径方向Ｒにおける第２絶縁部６２の最大厚さｔ２よりも薄い。これらのような構成によれば、ステータコア１１の周方向θに互いに重ねて配置された複数の巻線部４０の間の絶縁性を確保しつつ、スロット２３内の占積率をさらに高めることができる。

（第２変形例）
図９中の（ｂ）は、第２変形例のステータ３を示す。
本変形例の巻線部４０は、第１変形例の巻線部４０に絶縁性の接着剤９０が入る凹部９１（または冷媒が流入可能な凹部７１）が設けられたものである。凹部９１（または凹部７１）は、被膜５２の第１絶縁部６１に設けられている。このような構成によれば、上述の第２および第３の実施形態と同様の作用を実現することができる。

（第３変形例）
図９中の（ｃ）は、第３変形例のステータ３を示す。
本変形例の回転電機１は、集中巻モータである。本変形例では、巻線１２は、ステータコア１１の径方向Ｒに加えて、ステータコア１１の周方向θに互いに重ねて配置される複数の巻線部４０を含む。本変形例の導線５０は、断面が長方形状に形成された平角線である。

本変形例では、導線５０は、巻線部４０を断面視した場合に、巻線部４０の中心に対して偏心した位置に設けられている。例えば、導線５０は、ステータコア１１の周方向θにおいてスロット２３の側面２３ｓから離れる方向に、巻線部４０の中心に対して偏心している。各巻線部４０の被膜５２は、第１変形例と同様に、第１絶縁部６１、第２絶縁部６２、および第３絶縁部６３を有する。本変形例でも、ステータコア１１の周方向θにおける第３絶縁部６３の最大厚さｔ３は、ステータコア１１の周方向θにおける第１絶縁部６１の最大厚さｔ１よりも薄い。このような構成によれば、ステータコア１１の周方向θに互いに重ねて配置された複数の巻線部４０の間の絶縁性を確保しつつ、スロット２３内の占積率をさらに高めることができる。

（第４変形例）
図９中の（ｄ）は、第４変形例のステータ３を示す。
本変形例の巻線部４０は、第３変形例の巻線部４０に絶縁性の接着剤９０が入る凹部９１（または冷媒が流入可能な凹部７１）が設けられたものである。凹部９１（または凹部７１）は、被膜５２の第１絶縁部６１に設けられている。このような構成によれば、上述の第２および第３の実施形態と同様の作用を実現することができる。また、本変形例の巻線部４０は、巻線部４０の角部（第１絶縁部６１と第２絶縁部６２との境界部）に傾斜面１０１を有する。傾斜面１０１は、第１平面部５２ａおよび第２平面部５２ｂに対して傾斜している。このような傾斜面１０１が設けられると、ステータコア１１と巻線部４０との間および複数の巻線部４０の間に入り込む接着剤９０に対する接着面積が広くなる。これにより、ステータコア１１と巻線部４０との間および巻線部４０同士の間の接着強度をさらに高めることができる。

（第５変形例）
図１０は、ステータ用巻線１２およびステータ３の別の変形例を示す。
図１０に示すように、第１凹部９１および第２凹部９２の各々は、第１部分１１１と、第２部分１１２とを有する。第１部分１１１は、巻線部４０の外部に隣接して設けられている。一方で、第２部分１１２は、第１部分１１１に比べて巻線部４０の内側（中心側）に設けられている。そして、第１部分１１１は、第２部分１１２に比べて狭く形成されている。言い換えると、第１凹部９１の第２部分１１２は、第１絶縁部６１の一部と導線５０との間に位置して接着剤９０が入り込む逃げ部（溜まり部）１１２ａを有する。同様に、第２凹部９２の第２部分１１２は、第２絶縁部６２の一部と導線５０との間に位置して接着剤９０が入り込む逃げ部（溜まり部）１１２ａを有する。このような構成によれば、接着剤９０が逃げ部１１２ａに入り込むことで、引っ張りタフネスを向上させることができる。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。例えば、本発明が適用可能なステータは、特定の巻線形式や特定の巻線形状に限定されるものではなく、基本的にはあらゆる種類の巻線形式およびあらゆる種類の巻線形状にも適用可能である。

３…ステータ、１１…ステータコア、１２…ステータ用巻線、２３…スロット、４０…巻線部、５０…導線、５２…第２被膜（被膜）、５０ａ，５０ｂ…導線の平面部、５２ａ，５２ｂ…第２被膜の平面部、６１…第１絶縁部、６２…第２絶縁部、６５…押出成形部、７１…凹部、９０…接着剤、９１，９２…凹部、ｔ１…第１絶縁部の最大厚さ、ｔ２…第２絶縁部の最大厚さ、θ…周方向、Ｒ…径方向。

Claims (3)

1. ステータコアのスロット内に互いに重ねて配置される複数の巻線部を有し、
   前記複数の巻線部の各々は、通電性の導線と、前記導線を覆う絶縁性の被膜とを有し、
   １つの前記巻線部を断面視した場合に、前記被膜は、前記ステータコアの周方向において前記導線と前記ステータコアとの間に配置される第１絶縁部と、前記ステータコアの径方向において前記導線と別の前記巻線部との間に配置される第２絶縁部とを含み、
   前記第２絶縁部の前記径方向の最大厚さは、前記第１絶縁部の前記周方向の最大厚さよりも薄く、
   前記第１絶縁部の表面は、絶縁性の接着剤が入る第１凹部を有し、
   前記第２絶縁部の表面は、絶縁性の接着剤が入る複数の第２凹部を有するとともに、前記複数の第２凹部の間に前記ステータコアの径方向において別の前記巻線部と向かい合う平面部を有し、
   前記ステータコアの径方向における前記第１凹部の幅は、前記ステータコアの周方向における前記複数の第２凹部の各々の幅よりも大きく形成されたことを特徴とするステータ用巻線。
2. 前記第１凹部は、前記巻線部の外部に隣り合う第１部分と、前記第１部分よりも前記巻線部の中心側に設けられた第２部分とを有し、前記第１部分が前記第２部分よりも狭いことで前記第１絶縁部の一部と前記導線との間に位置する前記第２部分の端部に前記接着剤の一部が入り込む溜まり部が設けられたことを特徴とする請求項１に記載のステータ用巻線。
3. スロットを有したステータコアと、
   前記スロット内に互いに重ねて配置された複数の巻線部を有したステータ用巻線と、
   を備え、
   前記複数の巻線部の各々は、通電性の導線と、前記導線を覆う絶縁性の被膜とを有し、
   １つの前記巻線部を断面視した場合に、前記被膜は、前記ステータコアの周方向において前記導線と前記ステータコアとの間に配置された第１絶縁部と、前記ステータコアの径方向において前記導線と別の前記巻線部との間に配置された第２絶縁部とを含み、
   前記第２絶縁部の前記径方向の最大厚さは、前記第１絶縁部の前記周方向の最大厚さよりも薄く、
   前記第１絶縁部の表面は、絶縁性の接着剤が入った第１凹部を有し、
   前記第２絶縁部の表面は、絶縁性の接着剤が入った複数の第２凹部を有するとともに、前記複数の第２凹部の間に前記ステータコアの径方向において別の前記巻線部と向かい合う平面部を有し、
   前記ステータコアの径方向における前記第１凹部の幅は、前記ステータコアの周方向における前記複数の第２凹部の各々の幅よりも大きく形成されたことを特徴とするステータ。

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