WO2021181573A1

WO2021181573A1 - 回転電機の固定子および回転電機

Info

Publication number: WO2021181573A1
Application number: PCT/JP2020/010598
Authority: WO
Inventors: 秀範内田
Original assignee: 株式会社東芝; 東芝インフラシステムズ株式会社
Priority date: 2020-03-11
Filing date: 2020-03-11
Publication date: 2021-09-16
Also published as: WO2021181753A1; JP6996028B1; US20220294298A1; EP4120517A1; JPWO2021181753A1; CN114762221A; US12046969B2; EP4120517A4

Abstract

第１コイルセグメントの架橋部は、第１線状部から第２線状部の側に屈曲した第１屈曲部を介し第２線状部に向かい周方向に延び傾斜角度を小さくする第１屈折部を有する第１延伸区間と、第２線状部から径方向外側に屈曲した第２屈曲部を介し第１延伸区間よりも径方向外側で第１線状部に向かい周方向に延び傾斜角度を小さくする第２屈折部を有する第２延伸区間を含む。第２コイルセグメントの架橋部は、第１線状部から第２屈曲部よりも径方向外側に大きく屈曲した第３屈曲部を介し第２延伸区間よりも径方向外側で第２線状部に向かい周方向に延び傾斜角度を小さくする第３屈折部を有する第３延伸区間と、第２線状部から第３屈曲部よりも径方向外側に大きく屈曲した第４屈曲部を介し第３延伸区間よりも径方向外側で第１線状部に向かい周方向に延び傾斜角度を小さくする第４屈折部を有する第４延伸区間を含む。

Description

回転電機の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。

　回転電機は、円筒形状の固定子と、固定子の界磁空間に回転自在に配置された回転子と、を備えている。固定子は、円環状の電磁鋼板を多数枚積層して構成された固定子鉄心と、平角導体から構成され固定子鉄心に装着された固定子コイルと、を有している。複数のコイルセグメントを直列に接合して構成されるコイルは、固定子鉄心の両端面から軸方向の外側に突出するコイルエンドを有している。近年、回転電機の固定子は、一層の小型化が望まれている。

特開２０１６―１５２７５３号公報

　本発明の実施形態の課題は、固定子鉄心の小型化を図ることができる回転電機の固定子、および当該固定子を備えた回転電機を提供することにある。

　実施形態の回転電機の固定子は、ヨークと、複数のティースと、を有し、隣合う前記ティースの間において径方向に延びるスロットを構成した固定子鉄心と、平角導体から構成され、異なる前記スロットに配置される第１線状部および第２線状部と、前記固定子鉄心の軸方向の一端面の側において前記第１線状部と前記第２線状部とをつなぐ架橋部と、が一体に形成された複数のコイルセグメントが接合されて構成された複数本の固定子コイルと、を備えている。
　前記スロット内に前記固定子鉄心の径方向に配列される複数の前記コイルセグメントのうち最も外側には、第１コイルセグメントの前記第１線状部もしくは前記第２線状部、または前記第１コイルセグメントを前記固定子鉄心の周方向の両側から挟むように設けられた第２コイルセグメントの前記第１線状部もしくは前記第２線状部のいずれかが配置されている。
　前記第１コイルセグメントの前記架橋部は、前記第１コイルセグメントの前記第１線状部から前記第２線状部の側に向かって屈曲した第１屈曲部を介して前記第２線状部に向かって前記固定子鉄心の周方向に延び、その途中で前記一端面に対する傾斜角度を小さくする第１屈折部を有する第１延伸区間と、前記第１コイルセグメントの前記第２線状部から前記径方向の外側に屈曲した第２屈曲部を介して前記第１延伸区間よりも前記径方向の外側において前記第１線状部に向かって前記周方向に延び、その途中で前記一端面に対する傾斜角度を小さくする第２屈折部を有する第２延伸区間と、を含んでいる。
　前記第２コイルセグメントの前記架橋部は、前記第２コイルセグメントの前記第１線状部から前記第２屈曲部の形状よりも前記径方向の外側に向かって大きく屈曲した第３屈曲部を介して前記第２延伸区間よりも前記径方向の外側において前記第２線状部に向かって前記周方向に延び、その途中で前記一端面に対する傾斜角度を小さくする第３屈折部を有する第３延伸区間と、前記第２コイルセグメントの前記第２線状部から前記第３屈曲部の形状よりも前記径方向の外側に向かって大きく屈曲した第４屈曲部を介して前記第３延伸区間よりも前記径方向の外側において前記第１線状部に向かって前記周方向に延び、その途中で前記一端面に対する傾斜角度を小さくする第４屈折部を有する第４延伸区間と、を含んでいる。

　実施形態の回転電機は、前記固定子と、前記固定子の界磁空間に配置された回転子と、を備えている。

図１は、実施形態に係る回転電機を示す横断面図。図２は、前記回転電機の固定子の一部を固定子鉄心の一端面側（各コイルセグメントの非溶接側）から示す斜視図。図３は、固定子の一部を固定子鉄心の他端面側（各コイルセグメントの溶接側）から示す斜視図。図４は、スロットの最も外側の部分に配置される第１コイルセグメントおよび第２コイルセグメントを１つずつ示す斜視図。図５は、スロットの最も外側の部分に配置される第１コイルセグメントおよび第２コイルセグメントを１つずつ示す平面図（図４を軸方向から見た平面図）。図６は、スロットの最も外側の部分に配置される第１コイルセグメントおよび第２コイルセグメントを径方向外側から示す側面図。

　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、以下の実施形態に記載した内容により発明が限定されるものではない。当業者が容易に想到し得る変形は、当然に開示の範囲に含まれる。説明をより明確にするため、図面において、各部分のサイズ、形状等を実際の実施態様に対して変更して模式的に表す場合もある。

（実施形態）
　図１から図６を参照して、回転電機１を構成する固定子１Ｐおよび回転子１Ｑについて説明する。
　図１は、実施形態に係る回転電機１を示す横断面図である。図２は、前記回転電機の固定子１Ｐの一部を固定子鉄心１０の一端面１０ａ側（各コイルセグメントの非溶接側）から示す斜視図である。図３は、固定子１Ｐの一部を固定子鉄心１０の他端面１０ｂ側（各コイルセグメントの溶接側）から示す斜視図である。

　図１に示すように、回転電機１は、例えば、永久磁石型として構成されている。回転電機１は、固定子１Ｐと、固定子１Ｐの界磁空間に配置された回転子１Ｑと、を有している。実施形態における界磁空間は、固定子１Ｐによって磁界を発生させる空間である。
　以下の説明では、回転電機１の中心軸線Ｃの延在方向を軸方向、中心軸線Ｃの回りで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。

　固定子１Ｐは、固定子鉄心１０と、固定子鉄心１０に装着された複数本の固定子コイル２０と、を有している。

　固定子鉄心１０は、ケイ素鋼などの磁性体が円環状に形成された電磁鋼板が中心軸線Ｃに対して同芯状に積層されて構成されている。複数枚の電磁鋼板は、互いに積層された状態で外周面の複数個所が溶接されて、連結されている。固定子鉄心１０は、径方向の内側において回転子１Ｑに対向する内周面１０ｃと、径方向の外側において図示せぬケーシングに支持される外周面１０ｄと、を有している。図２および図３に示すように、固定子鉄心１０は、軸方向の一端側に位置する一端面１０ａと、軸方向の他端側に位置する他端面１０ｂと、を有している。一端面１０ａおよび他端面１０ｂは、それぞれ中心軸線Ｃと直交している。

　図１に示すように、固定子鉄心１０には、固定子鉄心１０の周方向において互いに離間した複数（例えば４８個）のティース１１が形成されている。４８個のティース１１は、それぞれ固定子鉄心１０の径方向に延び、固定子鉄心１０の周方向に等間隔で並んでいる。４８個のティース１１は、固定子鉄心１０の径方向外側に位置する円筒状のヨーク１２と、一体に形成されている。固定子鉄心１０の周方向に隣合うティース１１の間に、スロット１３が設けられている。スロット１３は、隣合うティース１１の間において固定子鉄心１０の径方向に延び、固定子鉄心１０の周方向に等間隔で４８個並んでいる。スロット１３は、固定子鉄心１０の一端面１０ａから他端面１０ｂまで軸方向に貫通している。スロット１３は、固定子鉄心１０の内周面１０ｃに開口している。

　図１に示すように、固定子コイル２０は、断面が長方形状の平角導体から構成されている。固定子コイル２０の長辺側は、スロット１３内において、固定子鉄心１０の径方向に向いている。固定子コイル２０は、十分な導電性を有する銅やアルミによって形成されている。固定子コイル２０は、固定子鉄心１０の一端面１０ａから軸方向の外側に向かって延出した第１コイルエンド２０ａ（図２）と、固定子鉄心１０の他端面１０ｂから軸方向の外側に向かって延出した第２コイルエンド２０ｂ（図３）と、を有している。すなわち、固定子コイル２０において、異なるスロット１３の間を渡る部位が、第１コイルエンド２０ａまたは第２コイルエンド２０ｂに相当する。固定子コイル２０は、その一端に電流が入力される口出し線が構成され、その他端に互いに接続される中性線が構成されている。

　図２に示すように、固定子コイル２０は、分布型の配置によって固定子鉄心１０のスロット１３に配置されている。実施形態では、並列接続されＵ相の位相の電流が入力される２本の固定子コイル２０、並列接続されＶ相の位相の電流が入力される２本の固定子コイル２０、および並列接続されＷ相の位相の電流が入力される２本の固定子コイル２０が用いられている。すなわち、回転電機１は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相の交流電源によって駆動される。

　図２および図３に示すように、固定子コイル２０は、複数のコイルセグメント（第１コイルセグメント２１から第７コイルセグメント２７のいずれか）を直列に接合して構成されている。コイルセグメントは、異なるスロット１３に配置される第１線状部および第２線状部と、固定子鉄心１０の軸方向における一端面１０ａの側において第１線状部と第２線状部とをつなぐ架橋部と、が一体に形成されて構成されている。図３に示すように、複数のコイルセグメントは、固定子鉄心１０の他端面１０ｂの側において、溶接ドット２８を介して直列に接合されている。固定子コイル２０は、各々のコイルセグメントの接合面が、例えば、粉体塗装され、あるいはワニス等の絶縁材料で覆われて、電気的絶縁が担保されている。図１に示すように、各々のコイルセグメントの接合面以外の表面（側面）は、例えば、エナメル等の絶縁被膜によって被膜されて、電気的絶縁が担保されている。さらに、同一のスロット１３に配置されている複数のコイルセグメントは、絶縁紙２９によって一体に包装されて、電気的絶縁が担保されている。

　図１から図３に示すように、各相（Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相）の１本目の固定子コイル２０は、各々のスロット１３の最も径方向外側に位置する領域１Ｔ（図１）であって固定子鉄心１０の同心円上の１レーン（図２および図３）に挿通された第１コイルセグメント２１、各々のスロット１３の領域２Ｔ（２レーン）と領域３Ｔ（３レーン）にまたがって挿通された第５コイルセグメント２５、各々のスロット１３の領域４Ｔ（４レーン）と領域５Ｔ（５レーン）にまたがって挿通された第６コイルセグメント２６、各々のスロット１３の領域６Ｔ（６レーン）と領域７Ｔ（７レーン）にまたがって挿通された第７コイルセグメント２７、および各々のスロット１３の最も径方向内側に位置する領域８Ｔ（８レーン）に挿通された第３コイルセグメント２３の順で、直列に接合されて構成されている。

　図１から図３に示すように、各相の２本目の固定子コイル２０は、各々のスロット１３の領域１Ｔ（図１）であって最外周の１レーン（図２および図３）に挿通された第２コイルセグメント２２、第５コイルセグメント２５、第６コイルセグメント２６、第７コイルセグメント２７、および各々のスロット１３の領域８Ｔ（最内周の８レーン）に挿通された第４コイルセグメント２４の順で、直列に接合されて構成されている。各相の２本目の固定子コイル２０は、１本目の固定子コイル２０と電気的に並列接続される。

　図４は、スロット１３の最も外側の部分に配置される第１コイルセグメント２１および第２コイルセグメント２２を１つずつ示す斜視図である。図５は、スロット１３の最も外側の部分に配置される第１コイルセグメント２１および第２コイルセグメント２２を１つずつ示す平面図である（図４を軸方向から見た平面図）。図６は、スロット１３の最も外側の部分に配置される第１コイルセグメント２１および第２コイルセグメント２２を径方向外側から示す側面図である。図４から図６を参照して、固定子コイル２０を構成する複数のコイルセグメントのうち、スロット１３の最も外方の領域１Ｔ（１レーン）に配置された第１コイルセグメント２１および第２コイルセグメント２２について説明する。

　図４に示すように、第１コイルセグメント２１および第２コイルセグメント２２は、スロット１３内に固定子鉄心１０の径方向に配列される複数のコイルセグメント（第１コイルセグメント２１から第７コイルセグメント２７）のうち最も外側に配置されている。すなわち、スロット１３の領域１Ｔ（１レーン）には、第１コイルセグメント２１の第１線状部２１Ｐもしくは第２線状部２１Ｑ、または第２コイルセグメント２２の第１線状部２２Ｐもしくは第２線状部２２Ｑのいずれかが配置されている。第２コイルセグメント２２の第１線状部２２Ｐおよび第２線状部２２Ｑは、第１コイルセグメント２１の第１線状部２１Ｐもしくは第２線状部２１Ｑを固定子鉄心１０の周方向の両側から挟むように、互いに異なるスロット１３に配置されている。すなわち、第２コイルセグメント２２は、第１コイルセグメント２１よりも、固定子鉄心１０の周方向に対して長い。

　図４および図５に示すように、第１コイルセグメント２１の架橋部２１Ｒは、第１延伸区間Ｌ１と、第２延伸区間Ｌ２と、を含んでいる。

　第１延伸区間Ｌ１は、第１コイルセグメント２１の第１線状部２１Ｐから第２線状部２１Ｑの側に屈曲した第１屈曲部２１ｓを介して第２線状部２１Ｑに向かって固定子鉄心１０の周方向に延びている。第１延伸区間Ｌ１は、第２線状部２１Ｑに向かって延びる途中において、一端面１０ａに対する傾斜角度を小さくする第１屈折部２１ｔを有している。すなわち、第１延伸区間Ｌ１において、第１屈折部２１ｔよりも一端面１０ａから遠い遠位側区間Ｌ１ｂにおける第１傾斜角度θ１は、第１屈折部２１ｔよりも一端面１０ａに近い近位側区間Ｌ１ａにおける第２傾斜角度θ２よりも相対的に小さい。実施形態では、第１延伸区間Ｌ１おける屈折部は、第１屈折部２１ｔの１箇所であるが、２以上のＮ箇所とすることができる。この場合、相対的に一端面１０ａから遠いＮ箇所目の屈折部は、相対的に一端面１０ａから近いＮ－１箇所目の屈折部よりも、一端面１０ａに対する傾斜角度を小さく設定する。

　第２延伸区間Ｌ２は、第１コイルセグメント２１の第２線状部２１Ｑから固定子鉄心１０の径方向の外側に屈曲した第２屈曲部２１ｕを介して第１線状部２１Ｐに向かって固定子鉄心１０の周方向に延びている。第２延伸区間Ｌ２は、第１延伸区間Ｌ１よりも固定子鉄心１０の径方向の外側に位置している。第２延伸区間Ｌ２は、第１線状部２１Ｐに向かって延びる途中において、一端面１０ａに対する傾斜角度を小さくする第２屈折部２１ｖを有している。すなわち、第２延伸区間Ｌ２において、第２屈折部２１ｖよりも一端面１０ａから遠い遠位側区間Ｌ２ｂにおける第３傾斜角度θ３は、第２屈折部２１ｖよりも一端面１０ａに近い近位側区間Ｌ２ａにおける第４傾斜角度θ４よりも相対的に小さい。実施形態では、第２延伸区間Ｌ２おける屈折部は、第２屈折部２１ｖの１箇所であるが、２以上のＮ箇所とすることができる。この場合、相対的に一端面１０ａから遠いＮ箇所目の屈折部は、相対的に一端面１０ａから近いＮ－１箇所目の屈折部よりも、一端面１０ａに対する傾斜角度を小さく設定する。

　図５に示すように、第１コイルセグメント２１の架橋部２１Ｒは、第１延伸区間Ｌ１と第２延伸区間Ｌ２との間に、第１コイルセグメント２１の他の部分よりも曲率半径が大きい第１連結部２１ｗを備えている。

　図４および図５に示すように、第２コイルセグメント２２の架橋部２２Ｒは、第３延伸区間Ｌ３と、第４延伸区間Ｌ４と、を含んでいる。

　第３延伸区間Ｌ３は、第２コイルセグメント２２の第１線状部２２Ｐから第２屈曲部２１ｕの形状よりも径方向の外側に向かって大きく屈曲した第３屈曲部２２ｓを介して第２線状部２２Ｑに向かって周方向に延びている。第３延伸区間Ｌ３は、第２延伸区間Ｌ２よりも径方向の外側に位置している。第３延伸区間Ｌ３は、第２線状部２２Ｑに向かって延びる途中において、一端面１０ａに対する傾斜角度を小さくする第３屈折部２２ｔを有している。すなわち、第３延伸区間Ｌ３において、第３屈折部２２ｔよりも一端面１０ａから遠い遠位側区間Ｌ３ｂにおける第５傾斜角度θ５は、第３屈折部２２ｔよりも一端面１０ａに近い近位側区間Ｌ３ａにおける第６傾斜角度θ６よりも相対的に小さい。実施形態では、第３延伸区間Ｌ３おける屈折部は、第３屈折部２２ｔの１箇所であるが、２以上のＮ箇所とすることができる。この場合、相対的に一端面１０ａから遠いＮ箇所目の屈折部は、相対的に一端面１０ａから近いＮ－１箇所目の屈折部よりも、一端面１０ａに対する傾斜角度を小さく設定する。

　第４延伸区間Ｌ４は、第２コイルセグメント２２の第２線状部２２Ｑから第３屈曲部２２ｓの形状よりも径方向の外側に向かって大きく屈曲した第４屈曲部２２ｕを介して第１線状部２２Ｐに向かって周方向に延びている。第４延伸区間Ｌ４は、第３延伸区間Ｌ３よりも径方向の外側に位置している。第４延伸区間Ｌ４は、第１線状部２２Ｐに向かって周方向に延びる途中において、一端面１０ａに対する傾斜角度を小さくする第４屈折部２２ｖを有している。すなわち、第４延伸区間Ｌ４において、第４屈折部２２ｖよりも一端面１０ａから遠い遠位側区間Ｌ４ｂにおける第７傾斜角度θ７は、第４屈折部２２ｖよりも一端面１０ａに近い近位側区間Ｌ４ａにおける第８傾斜角度θ８よりも相対的に小さい。実施形態では、第４延伸区間Ｌ４おける屈折部は、第４屈折部２２ｖの１箇所であるが、２以上のＮ箇所とすることができる。この場合、相対的に一端面１０ａから遠いＮ箇所目の屈折部は、相対的に一端面１０ａから近いＮ－１箇所目の屈折部よりも、一端面１０ａに対する傾斜角度を小さく設定する。

　図５および図６に示すように、第２コイルセグメント２２の架橋部２２Ｒは、第３延伸区間Ｌ３と第４延伸区間Ｌ４との間に、第２コイルセグメント２２の他の部分よりも曲率半径が大きい第２連結部２２ｗを備えている。

　図１に示すように、回転子１Ｑは、円筒形状の回転子鉄心３０と、回転子鉄心３０の中央部に設けられ中心軸線Ｃを軸にして回転されるシャフト３１と、回転子鉄心３０の外周部において周方向に並んで設けられた複数の永久磁石３２と、を有している。

　回転子鉄心３０は、ケイ素鋼などの磁性を有する円環状の電磁鋼板が中心軸線Ｃに対して同芯状に積層されて構成されている。複数枚の電磁鋼板は、互いに積層された状態で外周面の複数個所が溶接されて、連結されている。回転子鉄心３０は、固定子鉄心１０の内周面１０ｃと僅かな隙間（エアギャップ）を隔てた状態で、固定子鉄心１０の中心軸線Ｃと同軸的に配置されている。すなわち、回転子鉄心３０の外周面は、僅かな隙間を隔てて、固定子鉄心１０の内周面１０ｃに相当するティース１１の先端面に対向している。回転子鉄心３０は、中心軸線Ｃと同軸的に貫通した１つの第１内孔３０ａと、外周部において周方向に並び軸方向に貫通した複数の第２内孔３０ｂと、を有している。

　シャフト３１は、円柱形状に形成され、回転子鉄心３０の第１内孔３０ａに挿通および嵌合されている。シャフト３１は、回転子鉄心３０の中心軸線Ｃと同軸的に延在している。シャフト３１は、回転子鉄心３０と共に回転し、連結ギヤ等を介して、図示せぬ車輪等に回転動力を伝達する。複数の永久磁石３２は、回転子鉄心３０に複数設けられた第２内孔３０ｂに挿入および嵌合されている。複数の永久磁石３２は、回転子鉄心３０の軸方向の全長に亘って延在し、回転子鉄心３０の周方向に所定の間隔で並んでいる。永久磁石３２は、断面が長方形で、軸方向に延びた棒形状から構成されている。

　以上のように構成された実施形態によれば、図４および図５に示すように、固定子鉄心１０の径方向に隣合う第１コイルセグメント２１の架橋部２１Ｒと、第２コイルセグメント２２の架橋部２２Ｒとは、固定子鉄心１０の径方向に離間した状態で隣合っていることから、互いに干渉していない。すなわち、第２コイルセグメント２２の第３延伸区間Ｌ３および第４延伸区間Ｌ４は、第１コイルセグメント２１の第２延伸区間Ｌ２よりも、固定子鉄心１０の径方向の外側に位置している。これにより、固定子鉄心１０の径方向に隣合う架橋部２１Ｒと、架橋部２２Ｒとは、固定子鉄心１０の軸方向に対して上下に重なっていない。このため、架橋部２１Ｒと、架橋部２２Ｒとは、干渉することなく互いに独立して固定子鉄心１０の一端面１０ａに対して十分に屈折させたり屈曲させたりすることによって、固定子鉄心１０の軸方向に対する突出高さを抑制することができる。このようなことから、第１コイルセグメント２１および第２コイルセグメント２２は、固定子鉄心１０の一端面１０ａから軸方向に対する第１コイルエンド２０ａの突出長さを相対的に短くすることができる。
　さらに、図６に示すように、第１コイルセグメント２１の架橋部２１Ｒは、固定子鉄心１０の周方向に隣合う他のコイルセグメントとの間において軸方向に生じる隙間を、固定子鉄心１０の一端面１０ａに対する傾斜角度を浅くする第１屈折部２１ｔおよび第２屈折部２１ｖによって低減することができる。すなわち、第１屈折部２１ｔおよび第２屈折部２１ｖによって一端面１０ａからの傾斜角度が小さくなった架橋部２１Ｒは、固定子鉄心１０の周方向に隣合う他のコイルセグメント（他の第１コイルセグメント２１または第２コイルセグメント２２）に対して相対的に小さな角度で接触する。同様に、図６に示すように、第２コイルセグメント２２の架橋部２２Ｒは、固定子鉄心１０の周方向に隣合う他のコイルセグメントとの間において軸方向に生じる隙間を、固定子鉄心１０の一端面１０ａに対する傾斜角度を浅くする第３屈折部２２ｔおよび第４屈折部２２ｖによって低減することができる。すなわち、第３屈折部２２ｔおよび第４屈折部２２ｖによって一端面１０ａからの傾斜角度が小さくなった架橋部２２Ｒは、固定子鉄心１０の周方向に隣合う他のコイルセグメント（他の第１コイルセグメント２１または第２コイルセグメント２２）に対して相対的に小さな角度で接触する。このようなことから、第１コイルセグメント２１および第２コイルセグメント２２は、固定子鉄心１０の一端面１０ａから軸方向に対する第１コイルエンド２０ａの突出長さを相対的に短くすることができる。
　したがって、回転電機１の固定子１Ｐ、および固定子１Ｐを備えた回転電機１は、固定子鉄心１０を小型化することができる。

　また、以上のように構成された実施形態によれば、図６に示すように、第１コイルセグメント２１の架橋部２１Ｒは、第１延伸区間Ｌ１と第２延伸区間Ｌ２との間に、第１コイルセグメント２１の他の部分よりも曲率半径が大きい第１連結部２１ｗを備えている。同様に、第２コイルセグメント２２の架橋部２２Ｒは、第３延伸区間Ｌ３と第４延伸区間Ｌ４との間に、第２コイルセグメント２２の他の部分よりも曲率半径が大きい第２連結部２２ｗを備えている。このような構成によれば、第１コイルセグメント２１および第２コイルセグメント２２は、固定子鉄心１０の一端面１０ａから軸方向に対する第１コイルエンド２０ａの突出長さを抑制することができる。したがって、回転電機１の固定子１Ｐ、および固定子１Ｐを備えた回転電機１は、固定子鉄心１０を小型化することができる。

　なお、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、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。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。これら実施形態や変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。
　例えば、コイルの巻数、コイルセグメントの設置数は、前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。実施形態に係る回転子および回転電機は、永久磁石界磁電動機に限らず、巻線界磁型回転電機、および誘導型回転電機にも適用可能である。回転子の寸法、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。具体的には、実施形態のように固定子鉄心１０の各々のスロット１３に８本のコイルセグメントを設ける構成に限定されることなく、各々のスロットに６本以下または１０本以上のコイルセグメントを設ける構成としてもよい。

　１…回転電機、１Ｐ…固定子、１Ｑ…回転子、１０…固定子鉄心、１０ａ…一端面、１１…ティース、１２…ヨーク、１３…スロット、２０…固定子コイル、２１…第１コイルセグメント、２１Ｐ…第１線状部、２１Ｑ…第２線状部、２１Ｒ…架橋部、２１ｓ…第１屈曲部、２１ｔ…第１屈折部、２１ｕ…第２屈曲部、２１ｖ…第２屈折部、２１ｗ…第１連結部、２２…第２コイルセグメント、２２Ｐ…第１線状部、２２Ｑ…第２線状部、２２Ｒ…架橋部、２２ｓ…第３屈曲部、２２ｔ…第３屈折部、２２ｕ…第４屈曲部、２２ｖ…第４屈折部、２２ｗ…第２連結部、Ｌ１…第１延伸区間、Ｌ２…第２延伸区間、Ｌ３…第３延伸区間、Ｌ４…第４延伸区間

Claims

　ヨークと、複数のティースと、を有し、隣合う前記ティースの間において径方向に延びるスロットを構成した固定子鉄心と、
　平角導体から構成され、異なる前記スロットに配置される第１線状部および第２線状部と、前記固定子鉄心の軸方向の一端面の側において前記第１線状部と前記第２線状部とをつなぐ架橋部と、が一体に形成された複数のコイルセグメントが接合されて構成された複数本の固定子コイルと、を備え、
　前記スロット内に前記固定子鉄心の径方向に配列される複数の前記コイルセグメントのうち最も外側には、第１コイルセグメントの前記第１線状部もしくは前記第２線状部、または前記第１コイルセグメントを前記固定子鉄心の周方向の両側から挟むように設けられた第２コイルセグメントの前記第１線状部もしくは前記第２線状部のいずれかが配置され、
　前記第１コイルセグメントの前記架橋部は、
前記第１コイルセグメントの前記第１線状部から前記第２線状部の側に向かって屈曲した第１屈曲部を介して前記第２線状部に向かって前記固定子鉄心の周方向に延び、その途中で前記一端面に対する傾斜角度を小さくする第１屈折部を有する第１延伸区間と、
前記第１コイルセグメントの前記第２線状部から前記径方向の外側に屈曲した第２屈曲部を介して前記第１延伸区間よりも前記径方向の外側において前記第１線状部に向かって前記周方向に延び、その途中で前記一端面に対する傾斜角度を小さくする第２屈折部を有する第２延伸区間と、を含み、
　前記第２コイルセグメントの前記架橋部は、
前記第２コイルセグメントの前記第１線状部から前記第２屈曲部の形状よりも前記径方向の外側に向かって大きく屈曲した第３屈曲部を介して前記第２延伸区間よりも前記径方向の外側において前記第２線状部に向かって前記周方向に延び、その途中で前記一端面に対する傾斜角度を小さくする第３屈折部を有する第３延伸区間と、
前記第２コイルセグメントの前記第２線状部から前記第３屈曲部の形状よりも前記径方向の外側に向かって大きく屈曲した第４屈曲部を介して前記第３延伸区間よりも前記径方向の外側において前記第１線状部に向かって前記周方向に延び、その途中で前記一端面に対する傾斜角度を小さくする第４屈折部を有する第４延伸区間と、を含む、回転電機の固定子。
　前記第１コイルセグメントの前記架橋部は、前記第１延伸区間と前記第２延伸区間との間に、前記第１コイルセグメントの他の部分よりも曲率半径が大きい第１連結部を備え、
　前記第２コイルセグメントの前記架橋部は、前記第３延伸区間と前記第４延伸区間との間に、前記第２コイルセグメントの他の部分よりも曲率半径が大きい第２連結部を備えている、請求項１に記載の回転電機の固定子。
　請求項１または２に記載の固定子と、
　前記固定子の界磁空間に配置された回転子と、を備えた回転電機。