WO2021131163A1 - 固定子および回転電機 - Google Patents

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WO2021131163A1
WO2021131163A1 PCT/JP2020/032938 JP2020032938W WO2021131163A1 WO 2021131163 A1 WO2021131163 A1 WO 2021131163A1 JP 2020032938 W JP2020032938 W JP 2020032938W WO 2021131163 A1 WO2021131163 A1 WO 2021131163A1
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slot
teeth
stator
stator core
extending
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PCT/JP2020/032938
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久田　秀樹
将 鹿野
佐々木　直哉
Original Assignee
株式会社 東芝
東芝インフラシステムズ株式会社
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Publication date
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    • H02K3/345—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation between conductor and core, e.g. slot insulation
    • H—ELECTRICITY
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    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/48—Fastening of windings on the stator or rotor structure in slots

Definitions

  • An embodiment of the present invention relates to a stator of a rotary electric machine and a rotary electric machine.
  • a rotary electric machine includes a tubular stator and a cylindrical rotor rotatably supported inside the stator.
  • the stator includes a stator core and a coil wound around the stator core.
  • a plurality of slots are provided in the stator core, and a plurality of linear conductors constituting the coil are inserted into each slot and arranged side by side in the radial direction of the stator core.
  • a pair of holding protrusions are provided in each slot.
  • a plurality of linear conductors are held in each slot by abutting the linear conductors located on the inner peripheral side with the pair of holding protrusions.
  • sheet-shaped insulators are installed around the plurality of coil segments in the slot.
  • An object of the embodiment of the present invention is to provide a stator of a rotary electric machine and a rotary electric machine capable of suppressing magnetic flux leakage and improving performance.
  • the stator has an annular yoke and a plurality of teeth extending radially from the inner circumference of the yoke and located side by side at intervals in the circumferential direction of the yoke.
  • the gap between the pair of adjacent teeth in the circumferential direction forms a slot extending in the radial direction, and when looking at the pair of teeth and the slot, only one of the teeth faces the other.
  • a stator core having a ridge holding shape portion that protrudes into the slot and extends in the axial direction of the yoke, and a stator core that is arranged side by side in the slot in the radial direction and is arranged in the slot by the holding shape portion. It has a plurality of held linear conductors, and includes a stator coil wound around the stator core.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a rotary electric machine according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the rotary electric machine according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the first end surface side of the stator of the rotary electric machine.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a coil segment constituting the stator coil.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the slot of the stator.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the slot.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing a slot portion of the stator of the rotary electric machine according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of the rotary electric machine according to the first embodiment, and shows only one half of the rotary electric machine with the central axis C1 as the center.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the rotary electric machine.
  • the rotary electric machine 10 is configured as, for example, a permanent magnet type rotary electric machine.
  • the rotary electric machine 10 includes an annular or cylindrical stator 12, a rotor 14 that is rotatable inside the stator 12 around the central axis C1 and is coaxially supported with the stator 12, and these stators.
  • a casing 40 that supports the rotor 12 and the rotor 14 is provided.
  • the extending direction of the central axis C1 is referred to as an axial direction
  • the direction of rotation around the central axis C1 is referred to as a circumferential direction
  • the directions orthogonal to the axial direction and the circumferential direction are referred to as a radial direction.
  • the stator 12 includes a cylindrical stator core 16 and a stator winding (coil) 18 wound around the stator core 16.
  • the stator core 16 is formed by laminating a large number of annular electromagnetic steel plates 17 made of a magnetic material, for example, silicon steel, in a concentric manner.
  • a large number of electrical steel sheets 17 are connected to each other in a laminated state by welding a plurality of locations on the outer peripheral surface of the stator core 16.
  • the stator core 16 has an inner peripheral surface coaxially located with the central axis C1, a first end surface 16a located at one end in the axial direction, and a second end surface 16b located at the other end in the axial direction.
  • the first end surface 16a and the second end surface 16b extend orthogonally to the central axis C1.
  • the stator core 16 extends from the inner circumference of the annular yoke 22 and the yoke 22 toward the central axis C1 in the radial direction, and is arranged at equal intervals in the circumferential direction (for example, in the present embodiment). It has 48) teeth 21 integrally.
  • a slot 20 extending in the radial direction is formed by a gap between a pair of teeth 21 adjacent to each other in the circumferential direction.
  • the plurality of slots 20 are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • each slot 20 has an open end opened on the inner peripheral surface of the stator core 16.
  • Each slot 20 extends in the radial direction (outward in the radial direction with respect to the central axis of the stator core 16) from the inner peripheral surface side of the stator core 16. Each slot 20 extends over the entire length of the stator core 16 in the axial direction. One end of each slot 20 in the axial direction is open to the first end surface 16a, and the other end in the axial direction is open to the second end surface 16b.
  • the inner peripheral end of each slot 20 may be configured so as not to open to the inner peripheral side of the stator core 16, and the inner peripheral surface of the stator core 16 may have a cylindrical surface shape.
  • a coil 18 is inserted into a plurality of slots 20 and wound around each tooth 21.
  • the coil 18 is provided so as to have coil ends 18a and 18b extending outward in the axial direction from the first end surface 16a and the second end surface 16b of the stator core 16.
  • a predetermined interlinkage magnetic flux is formed in the stator core 16 (teeth 21).
  • the casing 40 has a substantially cylindrical first bracket 32a and a bowl-shaped second bracket 32b.
  • the first and second brackets 32a and 32b are made of, for example, an aluminum alloy.
  • the first bracket 32a is connected to the iron core retainer 26 located on the drive end side of the stator core 16.
  • An annular bearing bracket 34 is coaxially fastened to the tip end side of the first bracket 32a with bolts.
  • a first bearing housing 36 incorporating a roller bearing is fastened to the central portion of the bearing bracket 34.
  • the second bracket 32b is connected to the iron core retainer 26 located on the opposite drive end side.
  • a second bearing housing 38 having a built-in ball bearing is fastened to the central portion of the second bracket 32b.
  • the rotor 14 includes a cylindrical shaft (rotating shaft) 42, a cylindrical rotor core 44 fixed to a substantially central portion in the axial direction of the shaft 42, and a plurality of rotor cores embedded in the rotor core 44. It has a permanent magnet 46 and. Both ends of the rotary shaft 42 in the axial direction are supported by the first bearing 35 and the second bearing 37, and are rotatably supported around the central axis C1.
  • the rotor core 44 is configured as a laminated iron core in which a large number of magnetic materials, for example, a large number of annular electromagnetic steel plates 47 such as silicon steel are laminated concentrically.
  • the rotor core 44 has an inner hole 48 formed coaxially with the central axis C1.
  • the shaft 42 is inserted and fitted into the inner hole 48 and extends coaxially with the rotor core 44.
  • a substantially disk-shaped magnetic shielding plate 54 and a rotor core retainer 56 are provided at both ends of the rotor core 44 in the axial direction.
  • the rotor core 44 is coaxially arranged inside the stator core 16, and the outer peripheral surface of the rotor core 44 is the inner peripheral surface of the stator core 16 (the tip of the teeth 21). A slight gap (air gap) is placed on the surface) to face each other.
  • the rotor core 44 is formed with a plurality of magnet embedding holes 52 that penetrate the rotor core 44 in the axial direction.
  • a permanent magnet 46 is loaded and arranged in each magnet embedding hole 52, and is fixed to the rotor core 44 by, for example, an adhesive or the like. Each permanent magnet 46 extends over the entire length of the rotor core 44. Further, the plurality of permanent magnets 46 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the rotor core 44.
  • the rotor core 44 has a d-axis extending in the radial or radial direction of the rotor core 44, and a q-axis electrically separated from the d-axis by 90 ° in the circumferential direction.
  • the axis extending in the radial direction through the boundary between adjacent magnetic poles and the central axis C1 is defined as the q-axis
  • the direction electrically perpendicular to the q-axis is defined as the d-axis.
  • the d-axis and the q-axis are provided alternately in the circumferential direction of the rotor core 44 and in a predetermined phase.
  • Two magnet embedding holes 52 are formed on both sides of each d-axis in the circumferential direction of the rotor core 44.
  • the embedding holes 52 have a substantially rectangular cross-sectional shape and are inclined with respect to the d-axis. When viewed in a plane orthogonal to the central axis C1 of the rotor core 44, the two embedding holes 52 are arranged side by side in a substantially V shape, for example.
  • the permanent magnet 46 is loaded in each embedding hole 52 and embedded in the rotor core 44.
  • the permanent magnet 46 is formed, for example, in the shape of an elongated flat plate having a rectangular cross section, and has a length substantially equal to the axial length of the rotor core 44.
  • the permanent magnet 46 may be configured by combining magnets divided into a plurality of magnets in the axial direction (longitudinal direction) or the circumferential direction (width direction). In this case, the total length of the plurality of magnets is the rotor core 44. It is formed so as to be approximately equal to the axial length of.
  • Each permanent magnet 46 is embedded over almost the entire length of the rotor core 44.
  • the magnetization direction of the permanent magnet 46 is orthogonal to the front surface and the back surface of the permanent magnet 46.
  • the two permanent magnets 46 located on both sides of each d-axis are arranged side by side in a substantially V shape. That is, the two permanent magnets 46 are arranged so that the distance from the d-axis gradually increases from the inner peripheral side end to the outer peripheral side end.
  • the two permanent magnets 46 located on both sides of the d-axis are arranged so that the magnetization directions are opposite to each other in the circumferential direction of the rotor core 44, and the two permanent magnets 46 located on both sides of the q-axis are , They are arranged so that the magnetization directions are the same.
  • the region on each d-axis is formed around one magnetic pole in the outer peripheral portion of the rotor core 44.
  • the rotary electric machine 10 has 8-pole (4-pole pair), 48 slots in which the front and back sides of the north and south poles of the permanent magnets 46 are alternately arranged for each adjacent magnetic pole, and is a single-layer distributed winding. It constitutes a wound permanent magnet type rotary electric machine.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the second end surface side of the stator
  • FIG. 4 is a view showing an example of a coil segment.
  • the coil 18 is configured by using, for example, a flat conductor or a plurality of coil segments CS made of a flat wire as a linear conductor, and is assembled to a stator core 16.
  • the coil segment CS is formed into a substantially U shape by cutting and bending a flat conductor (flat wire). That is, the coil segment CS integrally has a pair of straight line portions (linear conductors) CSS facing each other at intervals and a cross-linking portion CSB connected to one end portions of the straight line portion CSS.
  • the coil segment CS has a substantially rectangular cross section (cross section) perpendicular to the longitudinal direction.
  • the cross section has a pair of long sides L1 facing each other and a pair of short sides S1 facing each other.
  • the outer surface of the coil segment CS is covered with an insulating coating CL such as an insulating varnish.
  • CL such as an insulating varnish.
  • the coating is removed from the extending end portion of each straight portion CSS to form a conductive portion capable of conducting conduction.
  • the extending end of each straight portion CSS is cut diagonally to form a rectangular joint surface dS inclined with respect to the longitudinal direction of the straight portion CSS.
  • the portion connecting the ends of the two long sides facing each other in the cross section may be curved, for example, in an oval shape.
  • the linear conductor is not limited to a flat conductor, and a conductor having a circular or elliptical cross section can also be used.
  • a pair of straight line portions CSS are inserted into different slots 20 from the first end surface 16a side of the stator core 16, for example, and the second end surface of the stator core 16 is inserted. It protrudes from 16b by a predetermined length.
  • a plurality of, for example, eight straight line CSSs are inserted into one slot 20.
  • the eight straight line portions CSS extend in the axial direction of the stator core 16 and are arranged side by side in the radial direction of the stator core 16.
  • the cross-linked portion CSB of the coil segment CS faces the first end surface 16a of the stator core 16 with a slight gap.
  • the cross-linking portion CSB extends substantially along the circumferential direction of the stator core 16, and some cross-linking portions CSB extend intersecting with other cross-linking portions CSBs. These cross-linked portions CSB form a coil end 18a protruding from the first end surface 16a.
  • the extending portion CE of the straight portion CSS protruding from the second end surface 16b in the predetermined length axial direction is bent in the circumferential direction of the stator core 16 in the axial direction. It is inclined and extends.
  • the extension portion CE of the straight portion CSS is bent so that the joint surface (tip surface) ds at the tip extends substantially parallel to the second end surface 16b.
  • the extending portions CE of the eight straight portions CSS inserted into the respective slots 20 are alternately bent in one direction and the opposite direction.
  • the extension portion CE located on the outermost circumference is bent in one direction in the circumferential direction of the stator core 16, and the extension portion CE located one inside is bent in the other direction (opposite direction) in the circumferential direction.
  • the extending portion CE on the inner side is bent in the one direction.
  • the joint surfaces ds of the eight extending portions CE extending from the plurality of different slots 20 are located substantially in a line along the radial direction of the stator core 16. These eight joint surfaces ds extend in substantially the same plane.
  • the joint surfaces ds of the eight extension CEs in each row are welded to each other by two (two each) and are electrically and mechanically joined.
  • a continuous coil 18 is formed by joining a plurality of extending portions CE to each other.
  • the weld or joint is covered with an insulating material such as powder coating or varnish.
  • the extension portion CE of the straight portion CSS constitutes a coil end 18b protruding from the second end surface 16b.
  • a U-phase connection terminal TU, a V-phase connection terminal TV, and a W-phase connection terminal TW are connected to three of the coils 18 respectively.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing a slot portion of the stator core
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the slot.
  • each of the plurality of two-dot chain lines indicates a magnetic flux line.
  • the slot 20 of the stator core 16 has an elongated rectangular cross-sectional shape extending in the radial direction with respect to the central axis C1.
  • the inner peripheral end of the slot 20 is open to the inner circumference of the stator core 16 to form the open end 23.
  • the slot 20 has a first side surface (side surface of the teeth 21) 24a extending substantially in the radial direction of the stator core 16 from the opening end 23, and a first side surface extending substantially in the radial direction of the stator core from the opening end 23.
  • the second side surface (side surface of the other teeth 21) 24b facing the 24a in the circumferential direction and substantially parallel to each other, and the extending ends of the first side surface 24a and the second side surface 24b are connected to each other in the radial direction with the opening end 23. It has an opposite bottom surface (end surface) 24c.
  • the circumferential width (distance between the first side surface 24a and the second side surface 24b) W1 of the slot 20 is larger than the circumferential width W2 of the opening end 23.
  • one of the teeth 21 protrudes into the slot 20 toward the other tooth 21 and is axially oriented. It has a holding shape portion (holding protrusion) 30 of a ridge extending in. That is, the stator core 16 has a holding protrusion 30 protruding into the slot 20 from either the first side surface 24a or the second side surface 24b.
  • the holding protrusion 30 is provided only on the first side surface 24a of one of the teeth 21, and protrudes from the first side surface 24a toward the second side surface 24b.
  • the holding protrusion 30 is , Of the first side surface 24a and the second side surface 24b, only the first side surface 24a located on the upstream side in the torque direction B is provided. That is, the holding projection 30 projects from one side surface of the slot 20 in the torque direction B.
  • the holding protrusion 30 extends over the entire length of the stator core 16 in the axial direction. Further, the holding protrusion 30 is provided at a position separated radially outward from the end (opening end 23) on the inner peripheral side of the slot 20. A tip (convex portion) 21c continuous with the tip surface 21a of the teeth 21 is formed at the tip of the slot 20, but the holding protrusion 30 described above is provided at a position radially outward from the tip 21c. Has been done. Therefore, the holding protrusion 30 does not have a surface continuous with the tip surface 21a of the teeth 21.
  • the protrusion height T (see FIG. 6) of the holding protrusion 30 is formed to be, for example, about 20 to 40% of the width W1 of the slot 20. On the second side surface 24b of the other tooth 21, the region facing the holding protrusion 30 is formed flat without protruding. In this embodiment, the holding protrusions 30 are provided at the same position and in the same orientation for each of the plurality of teeth 21.
  • each straight line portion CSS is inserted into one slot 20.
  • the eight straight line portions CSS extend in the axial direction of the stator core 16 and are arranged side by side in the radial direction.
  • the eight straight line portions CSS are arranged in the slot 20 with the long sides L1 facing each other in parallel.
  • the short side of each straight line portion CSS faces the first side surface 24a or the second side surface 24b.
  • a sheet-shaped insulator for example, an insulating paper P is wound around the outer periphery of the eight straight line portions CSS.
  • the insulating paper P is arranged in the slot 20 in advance, and the straight line portion CSS is inserted into the slot 20 in which the insulating paper P is arranged.
  • the insulating paper P is laid along the first side surface 24a, the bottom surface 24c, and the second side surface 24b of the slot 20.
  • One end (first end) EA and the other end (second end) EB of the insulating paper P are located on the opening end 23 side.
  • the first end portion EA is bent into the slot 20 from the second side surface 24b side, and is located so as to overlap the long side of the straight portion CSS located on the innermost peripheral side. That is, the first end portion EA is arranged on the side surface of the straight portion CSS facing the holding projection 30.
  • the second end EB is bent into the slot 20 along the holding protrusion 30 from the first side surface 24a side, passes between the holding protrusion 30 and the first end EA, and extends into the slot 20. ..
  • the second end EB is located so as to overlap the first end EA or to face each other with a gap.
  • the insulating paper P arranged in this way enhances the insulating property of the coil 18 with respect to the outside and physically protects the coil 18.
  • the corner portion of the straight portion CSS arranged on the innermost peripheral side (the corner portion on the first side surface 24a side and the opening end 23 side) is formed on the holding protrusion 30 via the insulating paper P. It is in contact.
  • the eight straight portions CSS are held between the holding projection 30 and the bottom surface 24c of the slot 20, and are positioned in the radial direction.
  • the eight straight line portions CSS are sandwiched between the first side surface 24a and the second side surface 24b, and are positioned in the circumferential direction.
  • the portion where the eight straight line portions CSS are arranged is formed with a constant width W1 and the width is narrowed at the portion of the holding protrusion 30, so that the portion between the holding protrusion 30 and the bottom surface 24c The straight line portion CSS is held.
  • the holding protrusions 30 projecting from the slots 20 are provided on only one of the pair of teeth 21 so that the two-point chain line is shown in FIG.
  • By reducing the number of holding protrusions from two to one it is possible to contribute to the weight reduction of the stator core.
  • the holding protrusion 30 is provided only on one side of the slot 20, the shape of the insulating paper P installed in the slot 20 is simplified, and an insertion portion for inserting the linear conductor of the coil is easily secured. can do.
  • the extension portion CE of the coil segment CS When the extension portion CE of the coil segment CS is bent in the circumferential direction of the stator core 16, for example, as shown in FIG. 5, the extension portion CE of the straight portion CSS located on the innermost peripheral side is set to the clockwise direction D1. When bending along the circumferential direction centered on the rotation axis, a rotational force in the clockwise direction D2 is generated around the central axis in the straight portion CSS.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a part of the stator core of the rotary electric machine according to the second embodiment.
  • the holding protrusion 30 is provided only on one of the pair of teeth 21 adjacent to each other in the circumferential direction.
  • the holding protrusion 30 is provided only on the second side surface 24b of one of the teeth 21.
  • the holding protrusion 30 projects from the second side surface 24b toward the first side surface 24a.
  • the holding protrusion 30 is located on the upstream side of the torque direction F among the pair of teeth 21 (for example, the teeth 21 (regenerative torque direction)). It is provided only on the second side surface 24b).
  • the holding protrusion 30 extends over the entire length of the stator core 16 in the axial direction. Further, the holding protrusion 30 is provided apart from the inner peripheral end (opening end 23) of the slot 20 and the tip 21c on the outer side in the radial direction.
  • the protrusion height T of the holding protrusion 30 is formed to be, for example, about 20 to 40% of the width W1 of the slot 20.
  • the region facing the holding protrusion 30 is formed flat without protruding.
  • the insulating paper P is wound around the outer circumference of the eight straight line CSSs.
  • the insulating paper P is laid along the first side surface 24a, the bottom surface 24c, and the second side surface 24b of the slot 20.
  • One end (first end) EA and the other end (second end) EB of the insulating paper P are located on the opening end 23 side.
  • the second end portion EB is bent into the slot 20 from the first side surface 24a side, and is located so as to overlap the long side (side surface facing the holding protrusion 30) of the straight portion CSS located on the innermost peripheral side.
  • the first end EA is bent into the slot 20 along the holding protrusion 30 from the second side surface 24b side, passes between the holding protrusion 30 and the first end EA, and extends into the slot 20. .. Further, the second end EA is positioned so as to overlap or face the second end EB with a gap.
  • the straight-line portion CSS arranged on the innermost peripheral side is in contact with the holding protrusion 30 via the insulating paper P.
  • the eight straight line portions CSS are sandwiched between the holding projection 30 and the bottom surface 24c of the slot 20, and are held in the slot 20 in a state of being positioned in the radial direction.
  • the eight straight line portions CSS are sandwiched between the first side surface 24a and the second side surface 24b, and are positioned in the circumferential direction.
  • the other configuration of the rotary electric machine is the same as that of the rotary electric machine of the first embodiment described above.
  • the total amount of magnetic flux leaking into the slot 20 by providing the holding projection 30 only on the second side surface located on the upstream side in the torque direction F which is frequently used, that is, the slot 20 and the coil. It is possible to significantly reduce the total amount of magnetic flux passing between the teeth 21 across the segment CS. As a result, the generation of eddy current in the stator coil 18 can be suppressed, and the torque and output can be improved. In addition, in the second embodiment, the same effects as those in the first embodiment described above can be obtained.
  • a protrusion holding protrusion is formed only on the teeth located on the upstream side in the rotation direction. It is preferable to provide.
  • the convex holding protrusions are provided only on the teeth located on the upstream side in the torque direction among the pair of adjacent teeth, but the present invention is not limited to this, and the downstream side in the torque direction is not limited to this. It is also possible to provide the holding protrusions of the ridges only on the teeth located in. Also in this configuration, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained, and further, the effect of reducing iron loss can be obtained.
  • the holding protrusions 30 are provided in the same orientation for each of the plurality of teeth 21, but the present invention is not limited to this. That is, when looking at adjacent slots, the teeth on which the holding protrusions are provided do not have to be on the same side.
  • the holding protrusions may be provided in different directions alternately for each of N (1, 2, 3 to) slots in the circumferential direction, and the holding protrusions may be provided in any direction regardless of regularity or irregularity. It may be provided.
  • the number of coil turns and the number of coil segments installed are not limited to the above-described embodiments, and can be increased or decreased as appropriate. For example, four or six segment straight portions may be arranged in one slot. The dimensions, materials, shapes, etc.
  • stator and the holding protrusions are not limited to the above-described embodiments, and can be variously changed according to the design.
  • the stator and rotary electric machine according to the present embodiment can be applied not only to a permanent magnet type rotary electric machine but also to an induction motor.

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Abstract

実施形態によれば、固定子は、固定子鉄心１６と固定子鉄心に捲回された固定子コイルとを備えている。固定子鉄心１６は、環状のヨーク２２と、ヨークの内周からそれぞれ径方向に延出しヨークの周方向に間隔を置いて並んだ複数のティース２１と、を有し、周方向に隣り合う一対のティースの間の隙間は径方向に延びるスロット２０を形成している。一対のティースおよびスロットについて見たときに、一方のティースのみが他方のティースに向かってスロット内に突出しヨークの軸方向に延びる凸条の保持形状部３０を有している。固定子コイルは、スロットの内で径方向に並んで配置され保持形状部によりスロット内に保持された複数本の線状導体ＣＳＳを有している。

Description

固定子および回転電機
　この発明の実施形態は、回転電機の固定子および回転電機に関する。
　通常、回転電機は、筒状の固定子と、この固定子の内側に回転自在に支持された円柱形状の回転子と、を備えている。固定子は、固定子鉄心と、固定子鉄心に巻装されたコイルと、を備えている。固定子鉄心には複数のスロットが設けられ、コイルを構成する複数本の線状導体が各スロット内に挿通され固定子鉄心の径方向に並んで配置されている。各スロットには、一対の保持突起が突設されている。内周側に位置する線状導体が一対の保持突起に当接することにより、複数本の線状導体が各スロット内に保持されている。
　コイル（線状導体）と固定子鉄心との絶縁を補強するため、スロット内において、複数のコイルセグメントの周囲にシート状の絶縁体が設置されている。
特開２０１４－５７４６０号公報 特開２０１４－２１７１３６号公報
　上記構成の固定子では、一対の保持突起間で磁束漏れが生じる場合がある。磁束漏れによりコイル内に渦電流が発生し、回転電機の性能が低下する要因と成り得る。あるいは、性能低下を補うために回転電機を大型化する必要が生じる。また、一対の保持突起を有する構造では、スロット内に設置する絶縁体の形状が複雑となり、線状導体を挿通するための挿入部の形状を保持することが困難となる。
　本発明の実施形態の課題は、磁束漏れを抑制し、性能向上を図ることが可能な回転電機の固定子および回転電機を提供することにある。
　実施形態によれば、固定子は、環状のヨークと、前記ヨークの内周からそれぞれ径方向に延出し前記ヨークの周方向に間隔を置いて並んで位置する複数のティースと、を有し、前記周方向に隣り合う一対のティースの間の隙間は前記径方向に延びるスロットを形成し、前記一対のティースおよび前記スロットについて見たときに、一方の前記ティースのみが他方の前記ティースに向かって前記スロット内に突出し前記ヨークの軸方向に延びる凸条の保持形状部を有している固定子鉄心と、前記スロットの内で前記径方向に並んで配置され前記保持形状部により前記スロット内に保持された複数本の線状導体を有し、前記固定子鉄心に捲回された固定子コイルと、を備えている。
図１は、第１実施形態に係る回転電機を示す縦断面図。 図２は、第１実施形態に係る回転電機の横断面図。 図３は、前記回転電機の固定子の第１端面側を示す斜視図。 図４は、前記固定子のコイルを構成するコイルセグメントを示す斜視図。 図５は、前記固定子のスロットを拡大して示す断面図。 図６は、前記スロットの一部を拡大して示す断面図。 図７は、第２実施形態に係る回転電機の固定子のスロット部分を拡大して示す断面図。
　以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
　（第１実施形態）　
　図１は、第１実施形態に係る回転電機の縦断面図であり、中心軸線Ｃ１を中心として片側の半分だけを示している。図２は、回転電機の横断面図である。
　図１に示すように、回転電機１０は、例えば、永久磁石型の回転電機として構成されている。回転電機１０は、環状あるいは円筒状の固定子１２と、固定子１２の内側に中心軸線Ｃ１の回りで回転自在に、かつ固定子１２と同軸的に支持された回転子１４と、これら固定子１２および回転子１４を支持するケーシング４０と、を備えている。
　以下の説明では、中心軸線Ｃ１の延在方向を軸方向、中心軸線Ｃ１回りに回転する方向を周方向、軸方向および周方向に直交する方向を径方向と称する。
　図１および図２に示すように、固定子１２は、円筒状の固定子鉄心１６と固定子鉄心１６に巻き付けられた固定子巻線（コイル）１８とを備えている。固定子鉄心１６は、磁性材、例えば、ケイ素鋼などの円環状の電磁鋼板１７を多数枚、同芯状に積層して構成されている。多数枚の電磁鋼板１７は、固定子鉄心１６の外周面の複数個所を溶接することにより、互いに積層状態に連結されている。固定子鉄心１６は、中心軸線Ｃ１と同軸的に位置する内周面、軸方向一端に位置する第１端面１６ａ、および軸方向他端に位置する第２端面１６ｂを有している。第１端面１６ａおよび第２端面１６ｂは、中心軸線Ｃ１と直交して延在している。
　固定子鉄心１６は、円環状のヨーク２２と、ヨーク２２の内周からそれぞれ中心軸線Ｃ１に向かって径方向に延出し円周方向に等間隔を置いて並んだ複数（例えば、本実施形態では４８個）のティース２１とを一体に有している。周方向に隣り合う一対のティース２１の間の隙間により、径方向に延びるスロット２０が形成されている。複数のスロット２０は、周方向に等間隔を置いて並んでいる。本実施形態において、各スロット２０は固定子鉄心１６の内周面に開口した開口端を有している。各スロット２０は、固定子鉄心１６の内周面側から放射方向（固定子鉄心１６の中心軸に対する径方向の外側）に延出している。各スロット２０は、固定子鉄心１６の軸方向の全長に亘って延在している。各スロット２０の軸方向の一端は第１端面１６ａに開口し、軸方向の他端は第２端面１６ｂに開口している。なお、各スロット２０の内周側端部を固定子鉄心１６の内周側に開口しないように構成し、固定子鉄心１６の内周面を円筒面状としても構わない。
　複数のスロット２０にコイル１８が挿通され、各ティース２１に巻き付けられている。コイル１８は、固定子鉄心１６の第１端面１６ａおよび第２端面１６ｂから軸方向外側に向かって延出するコイルエンド１８ａ、１８ｂを有するように設けられている。コイル１８に交流電流を流すことにより、固定子鉄心１６（ティース２１）に所定の鎖交磁束が形成される。
　図１に示すように、固定子鉄心１６の軸方向両端には鉄心押え２６が設けられている。ケーシング４０は、ほぼ円筒状の第１ブラケット３２ａと、お椀形状の第２ブラケット３２ｂと、を有している。第１および第２ブラケット３２ａ、３２ｂは、例えば、アルミニウム合金等で形成されている。第１ブラケット３２ａは、固定子鉄心１６の駆動端側に位置する鉄心押え２６に連結されている。第１ブラケット３２ａの先端側に、環状のベアリングブラケット３４がボルトにて同軸的に締結されている。ベアリングブラケット３４の中央部に、第１軸受３５として、例えば、ころ軸受を内蔵した第１軸受ハウジング３６が締結されている。
　第２ブラケット３２ｂは、反駆動端側に位置する鉄心押え２６に連結されている。第２ブラケット３２ｂの中央部に、第２軸受３７として、例えば、玉軸受を内蔵した第２軸受ハウジング３８が締結されている。
　一方、回転子１４は、円柱形状のシャフト（回転シャフト）４２と、シャフト４２の軸方向ほぼ中央部に固定された円筒形状の回転子鉄心４４と、回転子鉄心４４内に埋め込まれた複数の永久磁石４６と、を有している。回転シャフト４２は、軸方向の両端部が第１軸受３５および第２軸受３７により支持され、中心軸線Ｃ１の回りで回転自在に支持されている。回転子鉄心４４は、磁性材、例えば、ケイ素鋼などの円環状の電磁鋼板４７を多数枚、同芯状に積層した積層鉄心として構成されている。回転子鉄心４４は中心軸線Ｃ１と同軸的に形成された内孔４８を有している。シャフト４２は内孔４８に挿通および嵌合され、回転子鉄心４４と同軸的に延在している。回転子鉄心４４の軸方向両端に、略円板状の磁気遮蔽板５４および回転子鉄心押え５６が設けられている。
　図１および図２に示すように、回転子鉄心４４は、固定子鉄心１６の内側に同軸的に配置され、回転子鉄心４４の外周面は固定子鉄心１６の内周面（ティース２１の先端面）に僅かな隙間（エアギャップ）を置いて対向している。
　回転子鉄心４４には、回転子鉄心４４を軸方向に貫通する複数の磁石埋め込み孔５２が形成されている。各磁石埋め込み孔５２内に、永久磁石４６が装填および配置され、例えば、接着剤等により回転子鉄心４４に固定されている。各永久磁石４６は、回転子鉄心４４の全長に亘って延在している。また、複数の永久磁石４６は、回転子鉄心４４の周方向に所定の間隔を置いて配列されている。
　図２に示すように、回転子鉄心４４は、それぞれ回転子鉄心４４の半径方向あるいは放射方向に延びるｄ軸、およびｄ軸に対して周方向に電気的に９０°離間したｑ軸を有している。ここでは、隣合う磁極間の境界および中心軸線Ｃ１を通って放射方向に延びる軸をｑ軸とし、ｑ軸に対して電気的に直角な方向をｄ軸としている。ｄ軸およびｑ軸は、回転子鉄心４４の周方向に交互に、かつ、所定の位相で設けられている。
　回転子鉄心４４の周方向において、各ｄ軸の両側に２つの磁石埋め込み孔５２が形成されている。埋め込み孔５２は、ほぼ矩形の断面形状を有し、それぞれｄ軸に対して傾斜している。回転子鉄心４４の中心軸線Ｃ１と直交する平面でみた場合、２つの埋め込み孔５２は、例えば、ほぼＶ字状に並んで配置されている。
　永久磁石４６は、各埋め込み孔５２に装填され、回転子鉄心４４に埋め込まれている。永久磁石４６は、例えば、断面が矩形状の細長い平板状に形成され、回転子鉄心４４の軸方向長さとほぼ等しい長さを有している。永久磁石４６は、軸方向（長手方向）もしくは周方向（幅方向）に複数に分割された磁石を組み合わせて構成されてもよく、この場合、複数の磁石の合計の長さが回転子鉄心４４の軸方向長さとほぼ等しくなうように形成される。各永久磁石４６は回転子鉄心４４のほぼ全長に亘って埋め込まれている。永久磁石４６の磁化方向は、永久磁石４６の表面および裏面と直交する方向としている。各ｄ軸の両側に位置する２つの永久磁石４６は、ほぼＶ字状に並んで配置されている。すなわち、２つの永久磁石４６は、内周側端から外周側端に向かうに従って、ｄ軸からの距離が徐々に広がるように配置されている。ｄ軸の両側に位置する２つの永久磁石４６は、回転子鉄心４４の円周方向において磁化方向が逆向きとなるように配置され、また、ｑ軸の両側に位置する２つの永久磁石４６は、磁化方向が同一となるように配置されている。
　複数の永久磁石４６を上記のように配置することにより、回転子鉄心４４の外周部において各ｄ軸上の領域は１つの磁極を中心に形成している。本実施形態では、回転電機１０は、隣接する１磁極毎に永久磁石４６のＮ極とＳ極の表裏を交互に配置した、８極（４極対）、４８スロットで、単層分布巻で巻線した永久磁石型の回転電機を構成している。
　次に、固定子１２の構成について詳細に説明する。
　図３は、固定子の第２端面側を示す斜視図、図４は、コイルセグメントの一例を示す図である。
　コイル１８は、線状導体として例えば、平角導体あるいは平角線からなる複数のコイルセグメントＣＳを用いて構成され、固定子鉄心１６に組みつけられている。
　図４に示すように、コイルセグメントＣＳは、平角導体（平角線）を切断および折り曲げることにより、ほぼＵ字形状に成形されている。すなわち、コイルセグメントＣＳは、互いに間隔を置いて対向する一対の直線部（線状導体）ＣＳＳと、直線部ＣＳＳの一端部同士に繋がる架橋部ＣＳＢと、を一体に有している。コイルセグメントＣＳは、長手方向に垂直な断面（横断面）が略矩形状を有している。横断面は、互いに対向する一対の長辺Ｌ１および互いに対向する一対の短辺Ｓ１を有している。コイルセグメントＣＳの外面は絶縁ワニス等の絶縁被覆ＣＬで覆われている。各直線部ＣＳＳの延出端部は、被覆が除去され、導通可能な導通部を形成している。各直線部ＣＳＳの延出端は、斜めにカットされ、直線部ＣＳＳの長手方向に対して傾斜した矩形状の接合面ｄＳを形成している。
　平角導体の横断面が矩形である場合、四隅は直角である必要はなく、面取りやＲ加工がされていてもよい。また、横断面が対向する２長辺を有する場合、例えば長円状など、断面においてこれらの対向する２長辺の端部を結ぶ部分は曲線であってもよい。更に、線状導体は、平角導体に限らず、横断面が円形あるいは楕円形に形成された導体を用いることも可能である。
　図３に示すように、複数のコイルセグメントＣＳは、一対の直線部ＣＳＳが、例えば、固定子鉄心１６の第１端面１６ａ側からそれぞれ異なるスロット２０に差し込まれ、固定子鉄心１６の第２端面１６ｂから所定長さだけ突出している。１つのスロット２０に、複数本、例えば、８本の直線部ＣＳＳが挿通されている。スロット２０において、８本の直線部ＣＳＳは、それぞれ固定子鉄心１６の軸方向に延在しているとともに、固定子鉄心１６の径方向に並んで配置されている。
　コイルセグメントＣＳの架橋部ＣＳＢは、固定子鉄心１６の第１端面１６ａに僅かに隙間を置いて対向している。架橋部ＣＳＢは、固定子鉄心１６のほぼ円周方向に沿って延在し、幾つかの架橋部ＣＳＢは、他の架橋部ＣＳＢと交差して延在している。これらの架橋部ＣＳＢは、第１端面１６ａから突出するコイルエンド１８ａを構成している。
　固定子鉄心１６の第２端面１６ｂ側において、第２端面１６ｂから所定長さ軸方向に突出している直線部ＣＳＳの延出部ＣＥは、固定子鉄心１６の円周方向に折り曲げられ、軸方向に対して傾斜して延在している。直線部ＣＳＳの延出部ＣＥは、先端の接合面（先端面）ｄｓが第２端面１６ｂとほぼ平行に延在するように折曲げられている。
　各スロット２０に挿通された８本の直線部ＣＳＳの延出部ＣＥは、交互に一方向および逆方向に折曲げられている。すなわち、最外周に位置する延出部ＣＥは、固定子鉄心１６の円周方向の一方向に折り曲げられ、１つ内側の延出部ＣＥは、円周方向の他方向（逆方向）に折り曲げられている。更に１つ内側の延出部ＣＥは、前記一方向に折り曲げられている。異なる複数のスロット２０から延出している８本の延出部ＣＥの接合面ｄｓが、固定子鉄心１６の径方向に沿ってほぼ一列に並んで位置している。これら８つの接合面ｄｓは、ほぼ同一平面に延在している。
　各列の８本の延出部ＣＥの接合面ｄｓは、２つずつ（２本ずつ）互いに溶接され、電気的かつ機械的に接合されている。複数の延出部ＣＥを互に接合することにより、連続したコイル１８が形成されている。溶接には、例えば、レーザー溶接を用いることができる。溶接部あるいは接合部は、粉体塗装、ワニス等の絶縁材料で覆われる。これら直線部ＣＳＳの延出部ＣＥは、第２端面１６ｂから突出するコイルエンド１８ｂを構成している。コイル１８の内、３本のコイルに、それぞれＵ相接続端子ＴＵ、Ｖ相接続端子ＴＶ、Ｗ相接続端子ＴＷが接続されている。
　次に、固定子鉄心１６のスロット２０およびティース２１の構成について詳細に説明する。
　図５は、固定子鉄心のスロット部分を拡大して示す断面図、図６は、スロットの一部を拡大して示す断面図である。なお、図５において、複数本の２点鎖線は、それぞれ磁束線を示している。
　図５に示すように、固定子鉄心１６のスロット２０は、中心軸線Ｃ１に対して放射方向に延びる細長い矩形状の断面形状を有している。スロット２０の内周側の端は、固定子鉄心１６の内周に開口し、開口端２３を形成している。スロット２０は、開口端２３から固定子鉄心１６のほぼ径方向に延在する第１側面（ティース２１の側面）２４ａと、開口端２３から固定子鉄心のほぼ径方向に延在し第１側面２４ａと周方向に間隔を置いてほぼ平行に対向する第２側面（他のティース２１の側面）２４ｂと、第１側面２４ａおよび第２側面２４ｂの延出端に繋がり開口端２３と径方向に対向する底面（端面）２４ｃと、を有している。スロット２０の周方向の幅（第１側面２４ａと第２側面２４ｂとの間隔）Ｗ１は、開口端２３の周方向の幅Ｗ２よりも大きい。
　固定子鉄心１６において、周方向に隣り合う一対のティース２１およびこれらティース２１間のスロット２０について見たときに、いずれか一方のティース２１は他方のティース２１に向かってスロット２０内に突出し軸方向に延びる凸条の保持形状部（保持突起）３０を有している。すなわち、固定子鉄心１６は、第１側面２４ａおよび第２側面２４ｂのいずれか一方からスロット２０内に突出した保持突起３０を有している。
　本実施形態では、保持突起３０は、一方のティース２１の第１側面２４ａにのみ設けられ、第１側面２４ａから第２側面２４ｂに向かって突出している。回転電機１０の最大トルク、最大出力が要求されるトルク方向（トルクの発生方向）を矢印Ｂ方向（本実施形態では回転子１４の回転方向である反時計方向）とした場合、保持突起３０は、第１側面２４ａおよび第２側面２４ｂのうち、トルク方向Ｂの上流側に位置する第１側面２４ａにのみ設けられている。すなわち、保持突起３０は、スロット２０の一側面からトルク方向Ｂに突出している。
　保持突起３０は、固定子鉄心１６の軸方向の全長に亘って延在している。また、保持突起３０は、スロット２０の内周側の端部（開口端２３）から径方向外方に離れた位置に設けられている。スロット２０の先端部には、ティース２１の先端面２１ａに連続するチップ（凸部）２１ｃが形成されているが、上述した保持突起３０は、チップ２１ｃから径方向外方に離れた位置に設けられている。従って、保持突起３０は、ティース２１の先端面２１ａに連続する面を有していない。保持突起３０の突出高さＴ（図６参照）は、例えば、スロット２０の幅Ｗ１の２０～４０％程度に形成されている。他方のティース２１の第２側面２４ｂにおいて、保持突起３０と対向する領域は、突出することなく平坦に形成されている。
　なお、本実施形態において、保持突起３０は、複数のティース２１の各々について、同一位置、同一の向きに設けられている。
　１つのスロット２０に、例えば、８本の直線部（線状導体）ＣＳＳが挿通されている。スロット２０において、８本の直線部ＣＳＳは、それぞれ固定子鉄心１６の軸方向に延在しているとともに、径方向に並んで配置されている。横断面で見た場合、８本の直線部ＣＳＳは、長辺Ｌ１同士が平行に向かい合った状態で、スロット２０内に配置されている。各直線部ＣＳＳの短辺は第１側面２４ａあるいは第２側面２４ｂに対向している。
　図５および図６に示すように、スロット２０内において、８本の直線部ＣＳＳの外周にシート状の絶縁体、例えば、絶縁紙Ｐが巻付けられている。絶縁紙Ｐは事前にスロット２０に配置され、直線部ＣＳＳは絶縁紙Ｐが配置されたスロット２０に挿入される。絶縁紙Ｐは、スロット２０の第１側面２４ａ、底面２４ｃ、および第２側面２４ｂに沿って敷設されている。絶縁紙Ｐの一端部（第１端部）ＥＡおよび他端部（第２端部）ＥＢは、開口端２３側に位置している。第１端部ＥＡは、第２側面２４ｂ側からスロット２０内に折れ曲がり、最内周側に位置する直線部ＣＳＳの長辺に重なって位置している。すなわち、第１端部ＥＡは、保持突起３０に面する直線部ＣＳＳの側面上に配置されている。
　第２端部ＥＢは、第１側面２４ａ側から保持突起３０に沿ってスロット２０内に折曲げられ、保持突起３０と第１端部ＥＡとの間を通ってスロット２０内に延出している。第２端部ＥＢは第１端部ＥＡに重なって、あるいは、隙間を置いて対向して位置している。このように配置された絶縁紙Ｐは、外部に対するコイル１８の絶縁性を上げるとともに、コイル１８を物理的に保護している。
　８本の直線部ＣＳＳのうち、最も内周側に配置された直線部ＣＳＳの角部（第１側面２４ａ側かつ開口端２３側の角部）は、絶縁紙Ｐを介して保持突起３０に当接している。８本の直線部ＣＳＳは、保持突起３０とスロット２０の底面２４ｃとの間に保持され、径方向の位置決めがなされている。同時に、８本の直線部ＣＳＳは、第１側面２４ａと第２側面２４ｂとの間に挟まれ、周方向の位置決めがなされている。スロット２０において、８本の直線部ＣＳＳが配置されている部分は、一定の幅Ｗ１に形成され、保持突起３０の部分で幅が狭くなっているため、保持突起３０と底面２４ｃとの間に直線部ＣＳＳが保持される。
　以上のように構成された第１実施形態に係る回転電機によれば、スロット２０に突出する保持突起３０を一対のティース２１の一方のみに設ける構成とすることにより、図５に２点鎖線で示すように、スロット２０内に漏洩する磁束、すなわち、スロット２０およびコイルセグメントＣＳを横切る磁束、を大幅に低減することが可能となる。これにより、固定子コイル１８における渦電流の発生を抑制し、トルクおよび出力の増加を図ることができる。保持突起を２つから１つに減らすことにより、固定子鉄心の軽量化に寄与することができる。
　また、保持突起３０がスロット２０の一側にのみ設けられている場合、スロット２０内に設置する絶縁紙Ｐの形状が簡素となり、コイルの線状導体を挿通するための挿入部を容易に確保することができる。
　コイルセグメントＣＳの延出部ＣＥを固定子鉄心１６の周方向に折り曲げる場合、例えば、図５に示すように、最内周側に位置する直線部ＣＳＳの延出部ＣＥを時計回り方向Ｄ１に回転軸線を中心とする周方向に沿って折り曲げる場合、直線部ＣＳＳに中心軸線の回りで時計回り方向Ｄ２の回転力が生じる。この際、本実施形態のように、第２側面２４ｂに対して時計回り方向Ｄ１に位置する第１側面２４ａに保持突起３０を設けることにより、すなわち、一対のティース２１のうち、延出部ＣＥの折り曲げ方向と同一側に位置するティース２１（第１側面２４ａ）に保持突起３０を設けることにより、線状導体（直線部ＣＳＳ）の捩じれ変形を抑制することが可能となる。これにより、線状導体の捩じれ変形によって生じる絶縁紙Ｐの破損や線状導体のスロット開口端からの脱落を防止する事が可能となる。
　次に、他の実施形態に係る回転電機について説明する。なお、以下に説明する他の実施形態において、前述した第１実施形態と同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略あるいは簡略化し、第１実施形態と異なる部分を中心に詳しく説明する。
　（第２実施形態）
　図７は、第２実施形態に係る回転電機の固定子鉄心の一部を示す断面図である。
　本実施形態によれば、周方向に隣り合う一対のティース２１のうち、一方のティース２１にのみ保持突起３０が設けられている。ここでは、スロット２０の一対の側面２４ａ、２４ｂのうち、一方のティース２１の第２側面２４ｂのみに保持突起３０が設けられている。保持突起３０は、第２側面２４ｂから第１側面２４ａに向かって突出している。回転電機１０の使用頻度が高いトルク方向（例えば、回生トルク方向）を時計回り方向Ｆとした場合、保持突起３０は、一対のティース２１のうち、トルク方向Ｆの上流側に位置するティース２１（第２側面２４ｂ）にのみ設けられている。保持突起３０は、固定子鉄心１６の軸方向の全長に亘って延在している。また、保持突起３０は、スロット２０の内周側の端部（開口端２３）およびチップ２１ｃから径方向の外側に離れて設けられている。保持突起３０の突出高さＴは、例えば、スロット２０の幅Ｗ１の２０～４０％程度に形成されている。他方のティース２１の第１側面２４ａにおいて、保持突起３０と対向する領域は、突出することなく平坦に形成されている。
　スロット２０内において、８本の直線部ＣＳＳの外周に絶縁紙Ｐが巻付けられている。絶縁紙Ｐは、スロット２０の第１側面２４ａ、底面２４ｃ、および第２側面２４ｂに沿って敷設されている。絶縁紙Ｐの一端部（第１端部）ＥＡおよび他端部（第２端部）ＥＢは、開口端２３側に位置している。第２端部ＥＢは、第１側面２４ａ側からスロット２０内に折れ曲がり、最内周側に位置する直線部ＣＳＳの長辺（保持突起３０に面する側面）に重なって位置している。第１端部ＥＡは、第２側面２４ｂ側から保持突起３０に沿ってスロット２０内に折曲げられ、保持突起３０と第１端部ＥＡとの間を通ってスロット２０内に延出している。更に、第２端部ＥＡは、第２端部ＥＢに重なって、あるいは、隙間を置いて向して位置している。
　８本の直線部ＣＳＳのうち、最も内周側に配置された直線部ＣＳＳは、絶縁紙Ｐを介して保持突起３０に当接している。８本の直線部ＣＳＳは、保持突起３０とスロット２０の底面２４ｃとの間に挟まれ、径方向の位置決めがなされてた状態でスロット２０内に保持されている。同時に、８本の直線部ＣＳＳは、第１側面２４ａと第２側面２４ｂとの間に挟まれ、周方向の位置決めがなされている。
　第２実施形態において、回転電機の他の構成は、前述した第１実施形態の回転電機と同一である。
　上記第２実施形態によれば、使用頻度が高いトルク方向Ｆについて上流側に位置する第２側面のみに保持突起３０を設けることにより、スロット２０内に漏洩する磁束総量、すなわち、スロット２０およびコイルセグメントＣＳを横切ってティース２１間を通る磁束の総量、を大幅に低減することが可能となる。これにより、固定子コイル１８における渦電流の発生を抑制し、トルクおよび出力の向上を図ることができる。その他、第２実施形態においても、前述した第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
　なお、回転方向が一方向に制限される形態で使用される回転電機に適用する場合、隣り合う一対のティースについて見たときに、回転方向の上流側に位置するティースのみに凸条の保持突起を設けることが好ましい。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
　第２実施形態では、回転方向が一方に制限される場合について示したが、回転電機に発生させるトルクが一方向に限定される場合は、周方向に隣合う一対のティースのうち、トルク方向の上流側に位置するティースのみに凸条の保持突起を設ければよい。
　前述した実施形態において、隣り合う一対のティースのうち、トルク方向の上流側に位置するティースのみに凸条の保持突起を設ける構成としているが、これに限定されることなく、トルク方向の下流側に位置するティースのみに凸条の保持突起を設ける構成とすることも可能である。この構成においても、前述した実施形態と同様の作用効果が得られ、更に、鉄損低減の効果が得られる。
　前述した実施形態において、保持突起３０は、複数のティース２１の各々について、同一の向きに設けられている構成としているが、これに限定されることはない。すなわち、隣り合うスロットについて見たときに、保持突起が設けられているティースが同じ側である必要はない。例えば、周方向においてＮ（１、２、３～）個のスロットごとに交互に異る向きに保持突起を設けても良く、更に、規則的、不規則を問わず任意の向きに保持突起を設けても良い。
　コイルの巻数、コイルセグメントの設置数は、上述した実施形態に限定されることなく、適宜、増減可能である。例えば、１つのスロットに４本あるいは６本のセグメント直線部が配置されるように構成してもよい。固定子、保持突起の寸法、材質、形状等は、前述した実施形態に限定されることなく、設計に応じて種々変更可能である。本実施形態に係る固定子および回転電機は、永久磁石型の回転電機に限らず、誘導電動機にも適用可能である。

Claims (6)

  1. 　環状のヨークと、前記ヨークの内周からそれぞれ径方向に延出し前記ヨークの周方向に間隔を置いて並んで位置する複数のティースと、を有し、前記周方向に隣り合う一対のティースの間の隙間は前記径方向に延びるスロットを形成し、前記一対のティースおよび前記スロットについて見たときに、一方の前記ティースのみが他方の前記ティースに向かって前記スロット内に突出し前記ヨークの軸方向に延びる凸条の保持形状部を有している固定子鉄心と、
    　前記スロットの内で前記径方向に並んで配置され前記保持形状部により前記スロット内に保持された複数本の線状導体を有し、前記固定子鉄心に捲回された固定子コイルと、
    　を備える固定子。
  2. 　前記保持形状部は、前記ティースの先端面から径方向に離れた位置に設けられている請求項１に記載の固定子。
  3. 　前記保持形状部は、前記複数のティースの各々について、同一位置に設けられている請求項１に記載の固定子。
  4. 　前記保持形状部に隣接する前記線状導体について見たときに、前記線状導体は前記スロットから外方に延出し前記固定子鉄心の周方向に折り曲げられた延出部を有し、
    　前記保持形状部は、前記一対のティースのうち、前記延出部の折曲げ方向に位置するティースに設けられている請求項１に記載の固定子。
  5. 　前記スロットの内で前記複数本の線状導体の周囲に巻装されたシート状の絶縁体を更に備え、前記絶縁体は、前記スロット内において最内周側に位置する前記線状導体の前記保持形状部に面する側面上に配置された第１端部と、前記第１端部と前記保持形状部との間を通り前記スロット内に延出する第２端部と、を有している請求項１から４のいずれか１項に記載の固定子。
  6. 　請求項３に記載の固定子と、
    　中心軸線の回りで回転自在な回転子と、
    　前記回転子の周囲に配置された請求項３に記載の固定子と、を備え、
    　前記回転子の回転方向は、前記一対のティースのうち前記保持形成部が設けられているティースから他方のティースに向かう方向に制限されている
    　回転電機。
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