特許 7533613 回転電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-05

(45)【発行日】2024-08-14

(54)【発明の名称】回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/04 20060101AFI20240806BHJP

   H02K 21/12 20060101ALI20240806BHJP

   H02K 1/12 20060101ALI20240806BHJP

【ＦＩ】

H02K3/04 E

H02K21/12 Z

H02K1/12 B

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022559197

(86)(22)【出願日】2021-10-27

(86)【国際出願番号】 JP2021039643

(87)【国際公開番号】W WO2022092148

(87)【国際公開日】2022-05-05

【審査請求日】2022-12-15

(31)【優先権主張番号】P 2020183988

(32)【優先日】2020-11-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(74)【代理人】

【識別番号】100207859

【弁理士】

【氏名又は名称】塩谷 尚人

(72)【発明者】

【氏名】高橋 裕樹

【審査官】服部 俊樹

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／１７５２２２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭５４－１２５４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１２２２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１７８４９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ３／０４

Ｈ０２Ｋ ２１／１２

Ｈ０２Ｋ ３／４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

周方向に極性が交互となる複数の磁極を有する界磁子（４１０）と、
相あたり複数の部分巻線（４４１）からなる相巻線を有する３相の電機子巻線（４３１）、及び前記電機子巻線の径方向内側及び径方向外側のうち前記界磁子とは逆側に設けられたティースレスでかつ円筒状の電機子コア（４３２）を含む電機子（４３０）と、
を備え、前記界磁子と前記電機子とが径方向内外に対向配置された回転電機（４００）であって、
前記部分巻線は、周方向に所定間隔を離して設けられる一対の中間導線部（４４２）と、軸方向一端側及び他端側に設けられ前記一対の中間導線部を環状に接続する渡り部（４４３，４４４）とを有し、前記一対の中間導線部及び前記各渡り部にて導線材が多重に巻回されて構成され、
前記部分巻線において、前記一対の中間導線部は全節巻間隔で離して設けられており、当該一対の中間導線部の間に、他２相の前記部分巻線における前記中間導線部が１つずつ配置され、かつ周方向に前記渡り部が重複する前記部分巻線どうしで、少なくとも一方の部分巻線の前記渡り部が径方向に屈曲されることで互いの干渉が回避されており、
前記中間導線部が、前記電機子コアの外周面又は内周面における曲面に沿って並べて配置されており、
前記中間導線部は、その横断面が長方形状をなし、前記電機子コア側の径方向端面において前記電機子コアとの間の径方向寸法が周方向で異なっており、
径方向に屈曲された前記渡り部において径方向に延びる湾曲部分の内側に、前記部分巻線を前記電機子コア又は当該電機子コアに一体化された一体物に固定する固定部（４５５ａ，４５７ａ）が設けられている回転電機。

【請求項2】

前記各中間導線部において前記電機子コア側の径方向端面は、前記中間導線部の周方向中心位置と回転電機の軸心とを通る直線に直交する向きとなっており、当該径方向端面において周方向中央部と周方向両端部とで前記電機子コアとの間の径方向寸法が異なっている請求項１に記載の回転電機。

【請求項3】

前記各中間導線部における径方向端面と前記電機子コアとの間に、絶縁性の封止材（４４７）が介在しており、
前記封止材の熱伝導率が前記導線材の絶縁被膜の熱伝導率よりも高い請求項１又は２に記載の回転電機。

【請求項4】

前記複数の部分巻線は、軸方向両端の前記渡り部のうち少なくともいずれかが径方向内側に屈曲された内曲がり巻線を含み、
前記内曲がり巻線において、前記渡り部は、径方向に延びる一対の基端部（４４３ａ）と、その一対の基端部の間で周方向に延びる連結部（４４３ｂ）とを有し、前記連結部は、その中央部分が径方向外側又は軸方向に凸となるように湾曲形成されている請求項１～３のいずれか１項に記載の回転電機。

【請求項5】

前記界磁子は、表面磁石型の界磁子であり、周方向に極数分の磁石を有しており、
前記回転電機の磁極数を４ｎ、前記部分巻線の数を６ｎとする場合に（ｎは自然数）、前記電機子巻線の直径が、「φ４０～１００ｍｍ」×ｎである請求項１～４のいずれか１項に記載の回転電機。

【請求項6】

前記界磁子は、表面磁石型の界磁子であり、周方向に極数分の磁石を有しており、
１極分の前記磁石の周方向の幅をＷ、前記磁石と前記電機子コアとの間の径方向距離をＬｇとする場合に、Ｗ／Ｌｇ＝２．５～７である請求項１～５のいずれか１項に記載の回転電機。

【請求項7】

前記界磁子は、表面磁石型の界磁子であり、周方向に極数分の磁石を有しており、
前記磁石は、
磁極中心であるｄ軸の側において、磁極境界であるｑ軸の側に比べて磁化容易軸の向きがｄ軸に平行となるように配向がなされているか、
又は、互いに対向しかつ磁束の流入流出面となる一対の作用面に対して磁石容易軸の向きが傾いており、かつその傾斜の向きが、前記電機子巻線の側でｄ軸に近づくようにｄ軸に対して傾斜する向きとなっている請求項１～６のいずれか１項に記載の回転電機。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本出願は、２０２０年１１月２日に出願された日本出願番号２０２０－１８３９８８号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

【技術分野】

【0002】

この明細書における開示は、回転電機に関する。

【背景技術】

【0003】

従来、周方向に極性が交互となる複数の磁極を有する界磁子と、多相の電機子巻線を有する電機子と、を備える回転電機が知られている。また、電機子において、ティースを有していないティースレス構造の電機子コアを用い、その電機子コアに対して電機子巻線を組み付けるようにした構成も知られている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６６６９２０３号公報

【発明の概要】

【0005】

ところで、ティースレス構造の電機子では、電機子コアの外周面又は内周面に沿わせて電機子巻線が配置される。この場合、電機子巻線において電機子コアに径方向内外に対向するコイルサイド部分では、相ごとの巻線の横断面を四角形状とするとともに、その電機子コア側の巻線端面を、電機子コアの外周面又は内周面における曲面に合わせて弧状に形成することが考えられる。ただし、中間導線部及び電機子コアの各対向面を共に曲面として互いに密接させた構成の既存技術においては、電機子巻線の放熱の観点において改善の余地があると考えられる。

【0006】

本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ティースレス構造の電機子を有する回転電機において、電機子での放熱を適正に行わせることを目的とする。

【0007】

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。

【0008】

手段１は、
周方向に極性が交互となる複数の磁極を有する界磁子と、
相あたり複数の部分巻線からなる相巻線を有する多相の電機子巻線、及び前記電機子巻線の径方向内側及び径方向外側のうち前記界磁子とは逆側に設けられたティースレスでかつ円筒状の電機子コアを含む電機子と、
を備え、前記界磁子と前記電機子とが径方向内外に対向配置された回転電機であって、
前記部分巻線は、周方向に所定間隔を離して設けられる一対の中間導線部と、軸方向一端側及び他端側に設けられ前記一対の中間導線部を環状に接続する渡り部とを有し、前記一対の中間導線部及び前記各渡り部にて導線材が多重に巻回されて構成され、前記中間導線部が、前記電機子コアの外周面又は内周面における曲面に沿って並べて配置されており、
前記中間導線部は、その横断面が長方形状をなし、前記電機子コア側の径方向端面において前記電機子コアとの間の径方向寸法が周方向で異なっている。

【0009】

本手段の回転電機では、電機子をティースレス構造とし、円筒状をなす電機子コアの径方向内側又は径方向外側に、電機子巻線を構成する複数の部分巻線を組み付けた構成としており、電機子コアの外周面又は内周面に沿わせて各部分巻線が周方向に並べて配置されている。そして、中間導線部の横断面を長方形状とするとともに、その中間導線部における電機子コア側の径方向端面において電機子コアとの間の径方向寸法を周方向で異ならせる構成とした。これにより、回転電機に求められる放熱性能の向上を図ることができる。すなわち、上記構成では、中間導線部と電機子コアとの間の径方向寸法が周方向で異なっており、換言すれば、中間導線部の径方向端面が、電機子コアに近い部位と電機子コアに遠い部位とを有するものとなっている。この場合、ティースレス構造の電機子においてバックヨークである電機子コアに対して近接状態での各部分巻線の組み付けを可能としつつ、中間導線部と電機子コアとの間に、部分巻線で生じた熱を放出させる放熱部を確保することができる。その結果、ティースレス構造の電機子を有する回転電機において、電機子での放熱を適正に行わせることができる。

【0010】

なお、電機子コアの曲面上に横断面が長方形状をなす中間導線部を配置する構成では、仮に部分巻線のサイズが同等であれば、電機子コアの曲面の半径（コア半径）が小さいほど、換言すれば同曲面の曲率が大きいほど、中間導線部と電機子コアとの間の径方向寸法の差（周方向中央部及び周方向両端部での径方向寸法の差）が大きくなる。例えば、電機子のコア半径が小さくかつ磁極数の小さい回転電機、すなわち部分巻線の数が少ない回転電機では、中間導線部と電機子コアとの間の径方向寸法の差が顕著となる。この場合、コア半径の小さい電機子では、コア半径の大きい電機子に比べて、熱容量が小さいと考えられるが、中間導線部と電機子コアとの間の径方向寸法の差が大きくなることで、放熱性を向上させることができる。

【0011】

手段２では、手段１において、前記各中間導線部において前記電機子コア側の径方向端面は、前記中間導線部の周方向中心位置と回転電機の軸心とを通る直線に直交する向きとなっており、当該径方向端面において周方向中央部と周方向両端部とで前記電機子コアとの間の径方向寸法が異なっている。

【0012】

上記構成では、各中間導線部における径方向端面が、中間導線部の周方向中心位置と回転電機の軸心とを通る直線に直交する向きとなっていることで、中間導線部と電機子コアとの間において周方向中央部と周方向両端部とで径方向寸法が異なるようになっている。具体的には、電機子コアの径方向外側に電機子巻線が配置される構成（例えばアウタロータ式の回転電機）では、周方向両端部において周方向中央部よりも径方向寸法が大きくなり、逆に電機子コアの径方向内側に電機子巻線が配置される構成（例えばインナロータ式の回転電機）では、周方向中央部において周方向両端部よりも径方向寸法が大きくなる。この場合、電機子巻線において、電機子コアの曲面に沿って並ぶ各中間導線部を、電機子コアに対していずれも同じ状態で配置することができる。

【0013】

手段３では、手段１又は２において、前記各中間導線部における径方向端面と前記電機子コアとの間に、絶縁性の封止材が介在しており、前記封止材の熱伝導率が前記導線材の絶縁被膜の熱伝導率よりも高い。

【0014】

上記構成では、各中間導線部における径方向端面と電機子コアとの間に、絶縁性の封止材が介在しており、その封止材を介しての放熱と、封止材による中間導線部の固定が可能になっている。また、封止材の熱伝導率が導線材の絶縁被膜の熱伝導率よりも高いため、各部分巻線の放熱性能が高められるものとなっている。

【0015】

手段４では、手段１～３のいずれかにおいて、前記複数の部分巻線は、軸方向両端の前記渡り部のうち少なくともいずれかが径方向内側に屈曲された内曲がり巻線を含み、前記内曲がり巻線において、前記渡り部は、径方向に延びる一対の基端部と、その一対の基端部の間で周方向に延びる連結部とを有し、前記連結部は、その中央部分が径方向外側又は軸方向に凸となるように湾曲形成されている。

【0016】

部分巻線として、渡り部が径方向内側に屈曲された内曲がり巻線を含む構成では、その内曲がり巻線が周方向に隣り合う場合に、各内曲がり巻線の渡り部どうしの干渉が生じ易くなると考えられる。この点、内曲がり巻線の渡り部において、一対の基端部の間で周方向に延びる連結部が、その中央部分が径方向外側又は軸方向に凸となるように湾曲形成されている構成とした。これにより、各内曲がり巻線の渡り部どうしが周方向に干渉することを抑制できる。また、渡り部において周方向に延びる連結部が湾曲していることで、その湾曲部分が、一対の基端部の先端どうしの間隔を調整する間隔調整部となり、周方向における渡り部どうしの干渉抑制に寄与するものとなっている。この場合特に、連結部が径方向外側又は軸方向に凸となるように湾曲しているため、電機子の径方向内側において、利用可能なスペースの拡張を可能にしたり、径方向内側への突出を抑えて回転電機の回転軸等との干渉抑制を可能にしたりすることができる。

【0017】

手段５は、
周方向に極性が交互となる複数の磁極を有する界磁子と、
相あたり複数の部分巻線からなる相巻線を有する多相の電機子巻線、及び前記電機子巻線の径方向内側及び径方向外側のうち前記界磁子とは逆側に設けられたティースレスでかつ円筒状の電機子コアを含む電機子と、
を備え、前記界磁子と前記電機子とが径方向内外に対向配置された回転電機であって、
前記部分巻線は、周方向に所定間隔を離して設けられる一対の中間導線部と、軸方向一端側及び他端側に設けられ前記一対の中間導線部を環状に接続する渡り部とを有し、前記一対の中間導線部及び前記各渡り部にて導線材が多重に巻回されて構成され、
前記中間導線部において、径方向外側では、径方向内側に比べて周方向に並ぶ前記導線材どうしの間隔が広くなっている。

【0018】

本手段の回転電機では、電機子をティースレス構造とし、円筒状をなす電機子コアの径方向内側又は径方向外側に、電機子巻線を構成する複数の部分巻線を組み付けた構成としており、電機子コアの外周面又は内周面に沿わせて各部分巻線が周方向に並べて配置されている。そして、中間導線部において、径方向外側では、径方向内側に比べて周方向に並ぶ導線材どうしの間隔が広くなっている構成とした。これにより、回転電機に求められる放熱性能の向上を図ることができる。すなわち、上記構成は、径方向の内外で電機子巻線における円周長さが相違することを鑑みてなされたものであり、中間導線部において、径方向内側では周方向に並ぶ導線材が密の状態となり、径方向内側では周方向に並ぶ導線材が粗の状態になるようにした。これにより、各導線材どうしの間に、各部分巻線で生じた熱を放出させる放熱部を確保することができる。その結果、ティースレス構造の電機子を有する回転電機において、電機子での放熱を適正に行わせることができる。

【0019】

手段６では、手段５において、前記部分巻線において前記導線材は断面が四角形の角線であり、その角線が側面どうしを径方向及び周方向に互いに対向させて多重に巻回されており、前記中間導線部では、径方向及び周方向にそれぞれ前記導線材が複数に並んでおり、径方向において前記角線の側面どうしが近接対向し、かつ周方向において前記角線の側面どうしが径方向よりも離れて対向している。

【0020】

上記構成によれば、径方向では角線の側面どうしが近接対向し、周方向では角線の側面どうしが径方向よりも離れて対向している。そのため、中間導線部の径方向の厚さは、角線（導線材）の巻き数に応じた所定厚さになっているとともに、中間導線部の周方向の幅は、角線どうしの離間距離に応じて径方向内外で相違するものとなっている。この場合、中間導線部の径方向の厚さが周方向で一定とされつつ、径方向内外での周方向の幅寸法のみが調整されるものとなっている。

【0021】

手段７では、手段５又は６において、前記各中間導線部において前記導線材どうしの間に、絶縁性の封止材が介在しており、前記封止材の熱伝導率が前記導線材の絶縁被膜の熱伝導率よりも高い。

【0022】

上記構成では、各中間導線部において導線材どうしの間に、絶縁性の封止材が介在しており、その封止材を介しての放熱と、封止材による導線材の固定が可能になっている。また、封止材の熱伝導率が導線材の絶縁被膜の熱伝導率よりも高いため、各部分巻線の放熱性能が高められるものとなっている。

【0023】

手段８では、手段１～７のいずれかにおいて、前記電機子巻線は３相巻線であり、前記部分巻線において、前記一対の中間導線部は全節巻間隔で離して設けられており、当該一対の中間導線部の間に、他２相の前記部分巻線における前記中間導線部が１つずつ配置され、かつ周方向に前記渡り部が重複する前記部分巻線どうしで、少なくとも一方の部分巻線の前記渡り部が径方向に屈曲されることで互いの干渉が回避されており、径方向に屈曲された前記渡り部において径方向に延びる湾曲部分の内側に、前記部分巻線を前記電機子コア又は当該電機子コアに一体化された一体物に固定する固定部が設けられている。

【0024】

３相の電機子巻線では、部分巻線における一対の中間導線部の間に、他２相の部分巻線における中間導線部を１つずつ配置し、かつ周方向に渡り部が重複する部分巻線どうしで、少なくとも一方の部分巻線の渡り部を径方向に屈曲させることで、各部分巻線の互いの干渉を回避しつつ、電機子コアの周面に沿って各中間導線部を周方向に並べて配置することができる。また、渡り部が径方向に屈曲される構成を鑑み、渡り部の湾曲部分の内側で、部分巻線を電機子コア又はその一体物に固定する構成としたため、ティースレス構造の電機子において、部分巻線を好適に固定できるものとなっている。

【0025】

手段９では、手段１～８のいずれかにおいて、前記界磁子は、表面磁石型の界磁子であり、周方向に極数分の磁石を有しており、前記回転電機の磁極数を４ｎ、前記部分巻線の数を６ｎとする場合に（ｎは自然数）、前記電機子巻線の直径が、「φ４０～１００ｍｍ」×ｎである。

【0026】

表面磁石型回転電機では、界磁子において極数分の磁石が周方向に並べて配置されており、電機子巻線の直径（コイル径）と極数とに応じて、磁極ごとの磁石の仕様が定められる。この場合、極数に対するコイル径が小さすぎると、各磁極において磁石の周方向の幅が小さくなり、磁気装荷の低下が懸念される。またその反面、極数に対するコイル径が大きすぎると、磁石の周方向の幅が大きくなることで磁気装荷の増加が見込めるものの、電気装荷の増加がさほど見込めず、回転電機の大型化に見合うトルク増強効果が期待できないことが懸念される。

【0027】

この点、本願開示者は、磁気装荷と電気装荷とのバランスを図る上で、極数に対するコイル径の適正範囲があることを見出し、回転電機の磁極数を４ｎ、部分巻線の数を６ｎとする場合に、電機子巻線の直径を「φ４０～１００ｍｍ」×ｎとすることとした。これにより、回転電機におけるトルクの適正化を実現できる。

【0028】

手段１０では、手段１～９のいずれかにおいて、前記界磁子は、表面磁石型の界磁子であり、周方向に極数分の磁石を有しており、１極分の前記磁石の周方向の幅をＷ、前記磁石と前記電機子コアとの間の径方向距離をＬｇとする場合に、Ｗ／Ｌｇ＝２．５～７である。

【0029】

表面磁石型のティースレス回転電機において、１極分の磁石の周方向の幅Ｗと、磁石及び電機子コアの間の径方向距離Ｌｇとの比である「Ｗ／Ｌｇ」は、電機子巻線の１ターン当たりのトルクを示すトルク定数［Ｎｍ／Ａ］と相関があり、「Ｗ／Ｌｇ」が大きくなるほど、トルク定数が大きくなる。ただしこの場合、「Ｗ／Ｌｇ」の増加に対するトルク定数の増加の傾きは、「Ｗ／Ｌｇ」の大きさに依存して異なるものとなる。詳しくは、「Ｗ／Ｌｇ」とトルク定数とには図６６に示す相関があり、その相関では「Ｗ／Ｌｇ」に対するトルク定数の傾きが変化する変曲点が存在する。この場合、「Ｗ／Ｌｇ」を変曲点付近の範囲Ａ内で定めることで、磁気装荷と電気装荷との良好なバランスを実現することができる。つまり、「Ｗ／Ｌｇ」が範囲Ａよりも小さい場合には、磁気装荷が過少になることに起因するトルクダウンの懸念が生じる一方、「Ｗ／Ｌｇ」が範囲Ａよりも大きい場合には、「Ｗ／Ｌｇ」を大きくしてもトルク定数の増加がさほど見込めなくなる。そこで、変曲点付近での「Ｗ／Ｌｇ」を採用し、具体的には、「Ｗ／Ｌｇ＝２．５～７」とする。なお、図６６の関係では、磁石として焼結ネオジム磁石を用い、磁石厚さを極ピッチの１／２としている。

【0030】

手段１１では、手段１～１０のいずれかにおいて、前記界磁子は、表面磁石型の界磁子であり、周方向に極数分の磁石を有しており、前記磁石は、磁極中心であるｄ軸の側において、磁極境界であるｑ軸の側に比べて磁化容易軸の向きがｄ軸に平行となるように配向がなされているか、又は、互いに対向しかつ磁束の流入流出面となる一対の作用面に対して磁石容易軸の向き傾いており、かつその傾斜の向きが、前記電機子巻線の側でｄ軸に近づくようにｄ軸に対して傾斜する向きとなっている。

【0031】

上記構成では、各磁極における磁石磁束の強化が可能となる反面、渦電流損の増加が懸念される。この点、電機子巻線を、導線材を多重に巻回してなる部分巻線を用いた構成としたため、渦電流損の低減が可能となっている。なお、部分巻線において、導線材が、複数の素線が撚り合わされた撚り線により構成されていると、より一層の渦電流の低減効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、

【図1】図１は、第１実施形態における回転電機の全体を示す斜視図であり、

【図2】図２は、回転電機の平面図であり、

【図3】図３は、回転電機の縦断面図であり、

【図4】図４は、回転電機の横断面図であり、

【図5】図５は、回転電機の分解断面図であり、

【図6】図６は、回転子の断面図であり、

【図7】図７は、磁石ユニットの断面構造を示す部分横断面図であり、

【図8】図８は、実施形態の磁石について電気角と磁束密度との関係を示す図であり、

【図9】図９は、比較例の磁石について電気角と磁束密度との関係を示す図であり、

【図10】図１０は、固定子ユニットの斜視図であり、

【図11】図１１は、固定子ユニットの縦断面図であり、

【図12】図１２は、コアアセンブリを軸方向一方側から見た斜視図であり、

【図13】図１３は、コアアセンブリを軸方向他方側から見た斜視図であり、

【図14】図１４は、コアアセンブリの横断面図であり、

【図15】図１５は、コアアセンブリの分解断面図であり、

【図16】図１６は、３相の各相巻線における部分巻線の接続状態を示す回路図であり、

【図17】図１７は、第１コイルモジュールと第２コイルモジュールとを横に並べて対比して示す側面図であり、

【図18】図１８は、第１部分巻線と第２部分巻線とを横に並べて対比して示す側面図であり、

【図19】図１９は、第１コイルモジュールの構成を示す図であり、

【図20】図２０は、図１９（ａ）における２０－２０線断面図であり、

【図21】図２１は、絶縁カバーの構成を示す斜視図であり、

【図22】図２２は、第２コイルモジュールの構成を示す図であり、

【図23】図２３は、図２２（ａ）における２３－２３線断面図であり、

【図24】図２４は、絶縁カバーの構成を示す斜視図であり、

【図25】図２５は、各コイルモジュールを周方向に並べた状態でのフィルム材のオーバーラップ位置を示す図であり、

【図26】図２６は、コアアセンブリに対する第１コイルモジュールの組み付け状態を示す平面図であり、

【図27】図２７は、コアアセンブリに対する第１コイルモジュール及び第２コイルモジュールの組み付け状態を示す平面図であり、

【図28】図２８は、固定ピンによる固定状態を示す縦断面図であり、

【図29】図２９は、バスバーモジュールの斜視図であり、

【図30】図３０は、バスバーモジュールの縦断面の一部を示す断面図であり、

【図31】図３１は、固定子ホルダにバスバーモジュールを組み付けた状態を示す斜視図であり、

【図32】図３２は、バスバーモジュールを固定する固定部分における縦断面図であり、

【図33】図３３は、ハウジングカバーに中継部材を取り付けた状態を示す縦断面図であり、

【図34】図３４は、中継部材の斜視図であり、

【図35】図３５は、回転電機の制御システムを示す電気回路図であり、

【図36】図３６は、制御装置による電流フィードバック制御処理を示す機能ブロック図であり、

【図37】図３７は、制御装置によるトルクフィードバック制御処理を示す機能ブロック図であり、

【図38】図３８は、変形例において磁石ユニットの断面構造を示す部分横断面図であり、

【図39】図３９は、インナロータ構造の固定子ユニットの構成を示す図であり、

【図40】図４０は、コアアセンブリに対するコイルモジュールの組み付け状態を示す平面図であり、

【図41】図４１は、第２実施形態における回転電機の全体を示す斜視図であり、

【図42】図４２は、回転電機の平面図であり、

【図43】図４３は、回転電機の縦断面図であり、

【図44】図４４は、回転電機の横断面図であり、

【図45】図４５は、回転電機の横断面図であり、

【図46】図４６は、回転電機の分解断面図であり、

【図47】図４７は、固定子ユニットの分解斜視図であり、

【図48】図４８は、固定子の分解斜視図であり、

【図49】図４９は、固定子の分解斜視図であり、

【図50】図５０は、固定子ユニットの分解断面図であり、

【図51】図５１は、部分巻線の構成を示す斜視図であり、

【図52】図５２は、部分巻線において絶縁カバーを分解して示す分解斜視図であり、

【図53】図５３は、部分巻線の構成を示す斜視図であり、

【図54】図５４は、部分巻線において絶縁カバーを分解して示す分解斜視図であり、

【図55】図５５は、部分巻線を周方向に並べて配置した状態を示す平面図であり、

【図56】図５６は、固定子ホルダの横断面図であり、

【図57】図５７は、固定子ユニットを配線モジュールの側から見た斜視図であり、

【図58】図５８は、回転電機を固定部分と回転部分とで分割して示す分解断面図であり、

【図59】図５９は、各磁石の磁石磁路の向きを示す図であり、

【図60】図６０は、固定子コアの径方向外側に部分巻線を配置した状態を示す概略図であり、

【図61】図６１は、中間導線部を拡大して示す横断面図であり、

【図62】図６２は、回転子と固定子とを平面展開して示す概略図であり、

【図63】図６３は、部分巻線の製造方法を説明するための図であり、

【図64】図６４は、固定子コアの径方向外側に部分巻線を配置した状態を示す概略図であり、

【図65】図６５は、（ａ）は４極の場合の固定子巻線を示す斜視図、（ｂ）は８極の場合の固定子巻線を示す斜視図であり、

【図66】図６６は、Ｗ／Ｌｇとトルク定数との関係を示す図であり、

【図67】図６７は、中間導線部を拡大して示す横断面図であり、

【図68】図６８は、中間導線部を拡大して示す横断面図であり、

【図69】図６９は、部分巻線の製造方法を説明するための図であり、

【図70】図７０は、中間導線部を拡大して示す横断面図であり、

【図71】図７１は、固定子コアに対する部分巻線の組み付け状態を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／又は関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。

【0034】

本実施形態における回転電機は、例えば車両動力源として用いられるものとなっている。ただし、回転電機は、産業用、車両用、航空機用、家電用、ＯＡ機器用、遊技機用などとして広く用いられることが可能となっている。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

【0035】

（第１実施形態）
本実施形態に係る回転電機１０は、同期式多相交流モータであり、アウタロータ構造（外転構造）のものとなっている。回転電機１０の概要を図１～図５に示す。図１は、回転電機１０の全体を示す斜視図であり、図２は、回転電機１０の平面図であり、図３は、回転電機１０の縦断面図（図２の３－３線断面図）であり、図４は、回転電機１０の横断面図（図３の４－４線断面図）であり、図５は、回転電機１０の構成要素を分解して示す分解断面図である。以下の記載では、回転電機１０において、回転軸１１が延びる方向を軸方向とし、回転軸１１の中心から放射状に延びる方向を径方向とし、回転軸１１を中心として円周状に延びる方向を周方向としている。

【0036】

回転電機１０は、大別して、回転子２０、固定子ユニット５０及びバスバーモジュール２００を有する回転電機本体と、その回転電機本体を囲むように設けられるハウジング２４１及びハウジングカバー２４２とを備えている。これら各部材はいずれも、回転子２０に一体に設けられた回転軸１１に対して同軸に配置されており、所定順序で軸方向に組み付けられることで回転電機１０が構成されている。回転軸１１は、固定子ユニット５０及びハウジング２４１にそれぞれ設けられた一対の軸受１２，１３に支持され、その状態で回転可能となっている。なお、軸受１２，１３は、例えば内輪と外輪とそれらの間に配置された複数の玉とを有するラジアル玉軸受である。回転軸１１の回転により、例えば車両の車軸が回転する。回転電機１０は、ハウジング２４１が車体フレーム等に固定されることにより車両に搭載可能となっている。

【0037】

回転電機１０において、固定子ユニット５０は回転軸１１を囲むように設けられ、その固定子ユニット５０の径方向外側に回転子２０が配置されている。固定子ユニット５０は、固定子６０と、その径方向内側に組み付けられた固定子ホルダ７０とを有している。回転子２０と固定子６０とはエアギャップを挟んで径方向に対向配置されており、回転子２０が回転軸１１と共に一体回転することにより、固定子６０の径方向外側にて回転子２０が回転する。回転子２０が「界磁子」に相当し、固定子６０が「電機子」に相当する。

【0038】

図６は、回転子２０の縦断面図である。図６に示すように、回転子２０は、略円筒状の回転子キャリア２１と、その回転子キャリア２１に固定された環状の磁石ユニット２２とを有している。回転子キャリア２１は、円筒状をなす円筒部２３と、その円筒部２３の軸方向一端に設けられた端板部２４とを有しており、それらが一体化されることで構成されている。回転子キャリア２１は、磁石保持部材として機能し、円筒部２３の径方向内側に環状に磁石ユニット２２が固定されている。端板部２４には貫通孔２４ａが形成されており、その貫通孔２４ａに挿通された状態で、ボルト等の締結具２５により端板部２４に回転軸１１が固定されている。回転軸１１は、軸方向に交差（直交）する向きに延びるフランジ１１ａを有しており、そのフランジ１１ａと端板部２４とが面接合されている状態で、回転軸１１に回転子キャリア２１が固定されている。

【0039】

磁石ユニット２２は、円筒状の磁石ホルダ３１と、その磁石ホルダ３１の内周面に固定された複数の磁石３２と、軸方向両側のうち回転子キャリア２１の端板部２４とは逆側に固定されたエンドプレート３３とを有している。磁石ホルダ３１は、軸方向において磁石３２と同じ長さ寸法を有している。磁石３２は、磁石ホルダ３１に径方向外側から包囲された状態で設けられている。磁石ホルダ３１及び磁石３２は、軸方向一方側の端部においてエンドプレート３３に当接した状態で固定されている。磁石ユニット２２が「磁石部」に相当する。

【0040】

図７は、磁石ユニット２２の断面構造を示す部分横断面図である。図７には、磁石３２の磁化容易軸の向きを矢印にて示している。

【0041】

磁石ユニット２２において、磁石３２は、回転子２０の周方向に沿って極性が交互に変わるように並べて設けられている。これにより、磁石ユニット２２は、周方向に複数の磁極を有する。磁石３２は、極異方性の永久磁石であり、固有保磁力が４００［ｋＡ／ｍ］以上であり、かつ残留磁束密度Ｂｒが１．０［Ｔ］以上である焼結ネオジム磁石を用いて構成されている。

【0042】

磁石３２において径方向内側（固定子６０側）の周面が、磁束の授受が行われる磁束作用面３４である。磁石ユニット２２は、磁石３２の磁束作用面３４において、磁極中心であるｄ軸付近の領域に集中的に磁束を生じさせるものとなっている。具体的には、磁石３２では、ｄ軸側（ｄ軸寄りの部分）とｑ軸側（ｑ軸寄りの部分）とで磁化容易軸の向きが相違しており、ｄ軸側では磁化容易軸の向きがｄ軸に平行する向きとなり、ｑ軸側では磁化容易軸の向きがｑ軸に直交する向きとなっている。この場合、磁化容易軸の向きに沿って円弧状の磁石磁路が形成されている。要するに、磁石３２は、磁極中心であるｄ軸の側において、磁極境界であるｑ軸の側に比べて磁化容易軸の向きがｄ軸に平行となるように配向がなされて構成されている。

【0043】

磁石３２において、磁石磁路が円弧状に形成されていることにより、磁石３２の径方向の厚さ寸法よりも磁石磁路長が長くなっている。これにより、磁石３２のパーミアンスが上昇し、同じ磁石量でありながら、磁石量の多い磁石と同等の能力を発揮させることが可能となっている。

【0044】

磁石３２は、周方向に隣り合う２つを１組として１磁極を構成するものとなっている。つまり、磁石ユニット２２において周方向に並ぶ複数の磁石３２は、ｄ軸及びｑ軸にそれぞれ割面を有するものとなっており、それら各磁石３２が互いに当接又は近接した状態で配置されている。磁石３２は、上記のとおり円弧状の磁石磁路を有しており、ｑ軸では周方向に隣り合う磁石３２どうしでＮ極とＳ極とが向かい合うこととなる。そのため、ｑ軸近傍でのパーミアンスの向上を図ることができる。また、ｑ軸を挟んで両側の磁石３２は互いに吸引し合うため、これら各磁石３２は互いの接触状態を保持できる。そのため、やはりパーミアンスの向上に寄与するものとなっている。

【0045】

磁石ユニット２２では、各磁石３２により、隣接するＮ，Ｓ極間を円弧状に磁束が流れるため、例えばラジアル異方性磁石に比べて磁石磁路が長くなっている。このため、図８に示すように、磁束密度分布が正弦波に近いものとなる。その結果、図９に比較例として示すラジアル異方性磁石の磁束密度分布とは異なり、磁極の中心側に磁束を集中させることができ、回転電機１０のトルクを高めることが可能となっている。また、本実施形態の磁石ユニット２２では、従来のハルバッハ配列の磁石と比べても、磁束密度分布の差異があることが確認できる。なお、図８及び図９において、横軸は電気角を示し、縦軸は磁束密度を示す。また、図８及び図９において、横軸の９０°はｄ軸（すなわち磁極中心）を示し、横軸の０°，１８０°はｑ軸を示す。

【0046】

つまり、上記構成の各磁石３２によれば、磁石ユニット２２においてｄ軸での磁石磁束が強化され、かつｑ軸付近での磁束変化が抑えられる。これにより、各磁極においてｑ軸からｄ軸にかけての表面磁束変化がなだらかになる磁石ユニット２２を好適に実現することができる。

【0047】

磁束密度分布の正弦波整合率は、例えば４０％以上の値とされていればよい。このようにすれば、正弦波整合率が３０％程度であるラジアル配向磁石、パラレル配向磁石を用いる場合に比べ、確実に波形中央部分の磁束量を向上させることができる。また、正弦波整合率を６０％以上とすれば、ハルバッハ配列のような磁束集中配列と比べ、確実に波形中央部分の磁束量を向上させることができる。

【0048】

図９に示すラジアル異方性磁石では、ｑ軸付近において磁束密度が急峻に変化する。磁束密度の変化が急峻なほど、後述する固定子６０の固定子巻線６１において渦電流が増加してしまう。また、固定子巻線６１側での磁束変化も急峻となる。これに対し、本実施形態では、磁束密度分布が正弦波に近い磁束波形となる。このため、ｑ軸付近において、磁束密度の変化が、ラジアル異方性磁石の磁束密度の変化よりも小さい。これにより、渦電流の発生を抑制することができる。

【0049】

磁石３２には、径方向外側の外周面に、ｄ軸を含む所定範囲で凹部３５が形成されているとともに、径方向内側の内周面に、ｑ軸を含む所定範囲で凹部３６が形成されている。この場合、磁石３２の磁化容易軸の向きによれば、磁石３２の外周面においてｄ軸付近で磁石磁路が短くなるとともに、磁石３２の内周面においてｑ軸付近で磁石磁路が短くなる。そこで、磁石３２において磁石磁路長が短い場所で十分な磁石磁束を生じさせることが困難になることを考慮して、その磁石磁束の弱い場所で磁石が削除されている。

【0050】

なお、磁石ユニット２２において、磁極と同じ数の磁石３２を用いる構成としてもよい。例えば、磁石３２が、周方向に隣り合う２磁極において各磁極の中心であるｄ軸間を１磁石として設けられるとよい。この場合、磁石３２は、周方向の中心がｑ軸となり、かつｄ軸に割面を有する構成となっている。また、磁石３２が、周方向の中心をｑ軸とする構成でなく、周方向の中心をｄ軸とする構成であってもよい。磁石３２として、磁極数の２倍の数の磁石、又は磁極数と同じ数の磁石を用いる構成に代えて、円環状に繋がった円環磁石を用いる構成であってもよい。

【0051】

図３に示すように、回転軸１１の軸方向両側のうち回転子キャリア２１との結合部の逆側の端部（図の上側の端部）には、回転センサとしてのレゾルバ４１が設けられている。レゾルバ４１は、回転軸１１に固定されるレゾルバロータと、そのレゾルバロータの径方向外側に対向配置されたレゾルバステータとを備えている。レゾルバロータは、円板リング状をなしており、回転軸１１を挿通させた状態で、回転軸１１に同軸に設けられている。レゾルバステータは、ステータコアとステータコイルとを有し、ハウジングカバー２４２に固定されている。

【0052】

次に、固定子ユニット５０の構成を説明する。図１０は、固定子ユニット５０の斜視図であり、図１１は、固定子ユニット５０の縦断面図である。なお、図１１は、図３と同じ位置での縦断面図である。

【0053】

固定子ユニット５０は、その概要として、固定子６０とその径方向内側の固定子ホルダ７０とを有している。また、固定子６０は、固定子巻線６１と固定子コア６２とを有している。そして、固定子コア６２と固定子ホルダ７０とを一体化してコアアセンブリＣＡとして設け、そのコアアセンブリＣＡに対して、固定子巻線６１を構成する複数の部分巻線１５１を組み付ける構成としている。なお、固定子巻線６１が「電機子巻線」に相当し、固定子コア６２が「電機子コア」に相当し、固定子ホルダ７０が「電機子保持部材」に相当する。また、コアアセンブリＣＡが「支持部材」に相当する。

【0054】

ここではまず、コアアセンブリＣＡについて説明する。図１２は、コアアセンブリＣＡを軸方向一方側から見た斜視図であり、図１３は、コアアセンブリＣＡを軸方向他方側から見た斜視図であり、図１４は、コアアセンブリＣＡの横断面図であり、図１５は、コアアセンブリＣＡの分解断面図である。

【0055】

コアアセンブリＣＡは、上述したとおり固定子コア６２と、その径方向内側に組み付けられた固定子ホルダ７０とを有している。言うなれば、固定子ホルダ７０の外周面に固定子コア６２が一体に組み付けられて構成されている。

【0056】

固定子コア６２は、磁性体である電磁鋼板からなるコアシート６２ａが軸方向に積層されたコアシート積層体として構成されており、径方向に所定の厚さを有する円筒状をなしている。固定子コア６２において回転子２０側となる径方向外側には固定子巻線６１が組み付けられている。固定子コア６２の外周面は凹凸のない曲面状をなしている。固定子コア６２はバックヨークとして機能する。固定子コア６２は、例えば円環板状に打ち抜き形成された複数枚のコアシート６２ａが軸方向に積層されて構成されている。ただし、固定子コア６２としてヘリカルコア構造を有するものを用いてもよい。ヘリカルコア構造の固定子コア６２では、帯状のコアシートが用いられ、このコアシートが環状に巻回形成されるとともに軸方向に積層されることで、全体として円筒状の固定子コア６２が構成されている。

【0057】

本実施形態において、固定子６０は、スロットを形成するためのティースを有していないスロットレス構造を有するものであるが、その構成は以下の（Ａ）～（Ｃ）のいずれかを用いたものであってもよい。
（Ａ）固定子６０において、周方向における各導線部（後述する中間導線部１５２）の間に導線間部材を設け、かつその導線間部材として、１磁極における導線間部材の周方向の幅寸法をＷｔ、導線間部材の飽和磁束密度をＢｓ、１磁極における磁石３２の周方向の幅寸法をＷｍ、磁石３２の残留磁束密度をＢｒとした場合に、Ｗｔ×Ｂｓ≦Ｗｍ×Ｂｒの関係となる磁性材料を用いている。
（Ｂ）固定子６０において、周方向における各導線部（中間導線部１５２）の間に導線間部材を設け、かつその導線間部材として、非磁性材料を用いている。
（Ｃ）固定子６０において、周方向における各導線部（中間導線部１５２）の間に導線間部材を設けていない構成となっている。

【0058】

また、図１５に示すように、固定子ホルダ７０は、外筒部材７１と内筒部材８１とを有し、外筒部材７１を径方向外側、内筒部材８１を径方向内側にしてそれらが一体に組み付けられることにより構成されている。これら各部材７１，８１は、例えばアルミニウムや鋳鉄等の金属、又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）により構成されている。

【0059】

外筒部材７１は、外周面及び内周面をいずれも真円状の曲面とする円筒部材であり、軸方向一端側には、径方向内側に延びる環状のフランジ７２が形成されている。このフランジ７２には、周方向に所定間隔で、径方向内側に延びる複数の突出部７３が形成されている（図１３参照）。また、外筒部材７１において軸方向一端側及び他端側には、それぞれ内筒部材８１に軸方向に対向する対向面７４，７５が形成されており、その対向面７４，７５には、環状に延びる環状溝７４ａ，７５ａが形成されている。

【0060】

また、内筒部材８１は、外筒部材７１の内径寸法よりも小さい外径寸法を有する円筒部材であり、その外周面は、外筒部材７１と同心の真円状の曲面となっている。内筒部材８１において軸方向一端側には、径方向外側に延びる環状のフランジ８２が形成されている。内筒部材８１は、外筒部材７１の対向面７４，７５に軸方向に当接した状態で、外筒部材７１に組み付けられるようになっている。図１３に示すように、外筒部材７１及び内筒部材８１は、ボルト等の締結具８４により互いに組み付けられている。具体的には、内筒部材８１の内周側には、周方向に所定間隔で、径方向内側に延びる複数の突出部８３が形成されており、その突出部８３の軸方向端面と外筒部材７１の突出部７３とが重ね合わされた状態で、その突出部７３，８３どうしが締結具８４により締結されている。

【0061】

図１４に示すように、外筒部材７１と内筒部材８１とが互いに組み付けられた状態において、外筒部材７１の内周面と内筒部材８１の外周面との間には環状の隙間が形成されており、その隙間空間が、冷却水等の冷媒を流通させる冷媒通路８５となっている。冷媒通路８５は、固定子ホルダ７０の周方向に環状に設けられている。より詳しくは、内筒部材８１には、その内周側において径方向内側に突出し、かつその内部に入口側通路８６と出口側通路８７とが形成された通路形成部８８が設けられており、それら各通路８６，８７は内筒部材８１の外周面に開口している。また、内筒部材８１の外周面には、冷媒通路８５を入口側と出口側とに仕切るための仕切り部８９が設けられている。これにより、入口側通路８６から流入する冷媒は、冷媒通路８５を周方向に流れ、その後、出口側通路８７から流出する。

【0062】

入口側通路８６及び出口側通路８７は、その一端側が径方向に延びて内筒部材８１の外周面に開口するとともに、他端側が軸方向に延びて内筒部材８１の軸方向端面に開口するようになっている。図１２には、入口側通路８６に通じる入口開口８６ａと、出口側通路８７に通じる出口開口８７ａとが示されている。なお、入口側通路８６及び出口側通路８７は、ハウジングカバー２４２に取り付けられた入口ポート２４４及び出口ポート２４５（図１参照）に通じており、それら各ポート２４４，２４５を介して冷媒が出入りするようになっている。

【0063】

外筒部材７１と内筒部材８１との接合部分には、冷媒通路８５の冷媒の漏れを抑制するためのシール材１０１，１０２が設けられている（図１５参照）。具体的には、シール材１０１，１０２は例えばＯリングであり、外筒部材７１の環状溝７４ａ，７５ａに収容され、かつ外筒部材７１及び内筒部材８１により圧縮された状態で設けられている。

【0064】

また、図１２に示すように、内筒部材８１は、軸方向一端側に端板部９１を有しており、その端板部９１には、軸方向に延びる中空筒状のボス部９２が設けられている。ボス部９２は、回転軸１１を挿通させるための挿通孔９３を囲むように設けられている。ボス部９２には、ハウジングカバー２４２を固定するための複数の締結部９４が設けられている。また、端板部９１には、ボス部９２の径方向外側に、軸方向に延びる複数の支柱部９５が設けられている。この支柱部９５は、バスバーモジュール２００を固定するための固定部となる部位であるが、その詳細は後述する。また、ボス部９２は、軸受１２を保持する軸受保持部材となっており、その内周部に設けられた軸受固定部９６に軸受１２が固定されている（図３参照）。

【0065】

また、図１２，図１３に示すように、外筒部材７１及び内筒部材８１には、後述する複数のコイルモジュール１５０を固定するために用いる凹部１０５，１０６が形成されている。

【0066】

具体的には、図１２に示すように、内筒部材８１の軸方向端面、詳しくは端板部９１においてボス部９２の周囲となる軸方向外側端面には、周方向に等間隔で複数の凹部１０５が形成されている。また、図１３に示すように、外筒部材７１の軸方向端面、詳しくはフランジ７２の軸方向外側の端面には、周方向に等間隔で複数の凹部１０６が形成されている。これら凹部１０５，１０６は、コアアセンブリＣＡと同心の仮想円上に並ぶように設けられている。凹部１０５，１０６は、周方向において同一となる位置にそれぞれ設けられ、その間隔及び個数も同じである。

【0067】

ところで、固定子コア６２は、固定子ホルダ７０に対する組み付けの強度を確保すべく、固定子ホルダ７０に対する径方向の圧縮力を生じる状態で組み付けられている。具体的には、焼きばめ又は圧入により、固定子ホルダ７０に対して所定の締め代で固定子コア６２が嵌合固定されている。この場合、固定子コア６２及び固定子ホルダ７０は、そのうち一方による他方への径方向の応力が生じる状態で組み付けられていると言える。また、回転電機１０を高トルク化する場合には、例えば固定子６０を大径化することが考えられ、かかる場合には固定子ホルダ７０に対する固定子コア６２の結合を強固にすべく固定子コア６２の締め付け力が増大される。しかしながら、固定子コア６２の圧縮応力（換言すれば残留応力）を大きくすると、固定子コア６２の破損が生じることが懸念される。

【0068】

そこで本実施形態では、固定子コア６２及び固定子ホルダ７０が互いに所定の締め代で嵌合固定されている構成において、固定子コア６２及び固定子ホルダ７０における径方向の互いの対向部分に、周方向の係合により固定子コア６２の周方向の変位を規制する規制部を設ける構成としている。つまり、図１２～図１４に示すように、径方向において固定子コア６２と固定子ホルダ７０の外筒部材７１との間には、周方向に所定間隔で、規制部としての複数の係合部材１１１が設けられており、その係合部材１１１により、固定子コア６２と固定子ホルダ７０との周方向の位置ずれが抑制されている。なおこの場合、固定子コア６２及び外筒部材７１の少なくともいずれかに凹部を設け、その凹部において係合部材１１１を係合させる構成とするとよい。係合部材１１１に代えて、固定子コア６２及び外筒部材７１のいずれかに凸部を設ける構成としてもよい。

【0069】

上記構成では、固定子コア６２及び固定子ホルダ７０（外筒部材７１）は、所定の締め代で嵌合固定されることに加え、係合部材１１１の規制により相互の周方向変位が規制された状態で設けられている。したがって、仮に固定子コア６２及び固定子ホルダ７０における締め代が比較的小さくても、固定子コア６２の周方向の変位を抑制できる。また、締め代が比較的小さくても所望の変位抑制効果が得られるため、締め代が過剰に大きいことに起因する固定子コア６２の破損を抑制できる。その結果、固定子コア６２の変位を適正に抑制することができる。

【0070】

内筒部材８１の内周側には、回転軸１１を囲むようにして環状の内部空間が形成されており、その内部空間に、例えば電力変換器としてのインバータを構成する電気部品が配置される構成としてもよい。電気部品は、例えば半導体スイッチング素子やコンデンサをパッケージ化した電気モジュールである。内筒部材８１の内周面に当接した状態で電気モジュールを配置することにより、冷媒通路８５を流れる冷媒による電気モジュールの冷却が可能となっている。なお、内筒部材８１の内周側において、複数の突出部８３を無くし、又は突出部８３の突出高さを小さくし、これにより内筒部材８１の内周側の内部空間を拡張することも可能である。

【0071】

次に、コアアセンブリＣＡに対して組み付けられる固定子巻線６１の構成を詳しく説明する。コアアセンブリＣＡに対して固定子巻線６１が組み付けられた状態は、図１０，図１１に示すとおりであり、コアアセンブリＣＡの径方向外側、すなわち固定子コア６２の径方向外側に、固定子巻線６１を構成する複数の部分巻線１５１が周方向に並ぶ状態で組み付けられている。

【0072】

固定子巻線６１は、複数の相巻線を有し、各相の相巻線が周方向に所定順序で配置されることで円筒状（環状）に形成されている。本実施形態では、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の相巻線を用いることで、固定子巻線６１が３相の相巻線を有する構成となっている。

【0073】

図１１に示すように、固定子６０は、軸方向において、回転子２０における磁石ユニット２２に径方向に対向するコイルサイドＣＳに相当する部分と、そのコイルサイドＣＳの軸方向外側であるコイルエンドＣＥに相当する部分とを有している。この場合、固定子コア６２は、軸方向においてコイルサイドＣＳに相当する範囲で設けられている。

【0074】

固定子巻線６１において各相の相巻線は各々複数の部分巻線１５１を有しており（図１６参照）、その部分巻線１５１は個別にコイルモジュール１５０として設けられている。つまり、コイルモジュール１５０は、各相の相巻線における部分巻線１５１が一体に設けられて構成されており、極数に応じた所定数のコイルモジュール１５０により固定子巻線６１が構成されている。各相のコイルモジュール１５０（部分巻線１５１）が周方向に所定順序で並べて配置されることで、固定子巻線６１のコイルサイドＣＳにおいて各相の導線部が所定順序に並べて配置されるものとなっている。図１０には、コイルサイドＣＳにおけるＵ相、Ｖ相及びＷ相の導線部の並び順が示されている。本実施形態では、磁極数を２４としているが、その数は任意である。

【0075】

固定子巻線６１では、相ごとに各コイルモジュール１５０の部分巻線１５１が並列又は直列に接続されることにより、各相の相巻線が構成されている。図１６は、３相の各相巻線における部分巻線１５１の接続状態を示す回路図である。図１６では、各相の相巻線における部分巻線１５１がそれぞれ並列に接続された状態が示されている。

【0076】

図１１に示すように、コイルモジュール１５０は固定子コア６２の径方向外側に組み付けられている。この場合、コイルモジュール１５０は、その軸方向両端部分が固定子コア６２よりも軸方向外側（すなわちコイルエンドＣＥ側）に突出した状態で組み付けられている。つまり、固定子巻線６１は、固定子コア６２よりも軸方向外側に突出したコイルエンドＣＥに相当する部分と、それよりも軸方向内側のコイルサイドＣＳに相当する部分とを有している。

【0077】

コイルモジュール１５０は、２種類の形状を有するものとなっており、その一方は、コイルエンドＣＥにおいて部分巻線１５１が径方向内側、すなわち固定子コア６２側に折り曲げられた形状を有するものであり、他方は、コイルエンドＣＥにおいて部分巻線１５１が径方向内側に折り曲げられておらず、軸方向に直線状に延びる形状を有するものである。以下の説明では、便宜を図るべく、軸方向両端側に屈曲形状を有する部分巻線１５１を「第１部分巻線１５１Ａ」、その第１部分巻線１５１Ａを有するコイルモジュール１５０を「第１コイルモジュール１５０Ａ」とも称する。また、軸方向両端側の屈曲形状を有していない部分巻線１５１を「第２部分巻線１５１Ｂ」、その第２部分巻線１５１Ｂを有するコイルモジュール１５０を「第２コイルモジュール１５０Ｂ」とも称する。

【0078】

図１７は、第１コイルモジュール１５０Ａと第２コイルモジュール１５０Ｂとを横に並べて対比して示す側面図であり、図１８は、第１部分巻線１５１Ａと第２部分巻線１５１Ｂとを横に並べて対比して示す側面図である。これら各図に示すように、各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂ、各部分巻線１５１Ａ，１５１Ｂは、軸方向長さが互いに異なり、かつ軸方向両側の端部形状が互いに異なるものとなっている。第１部分巻線１５１Ａは、側面視において略Ｃ字状をなし、第２部分巻線１５１Ｂは、側面視において略Ｉ字状をなしている。第１部分巻線１５１Ａには、軸方向両側に「第１絶縁カバー」としての絶縁カバー１６１，１６２が装着され、第２部分巻線１５１Ｂには、軸方向両側に「第２絶縁カバー」としての絶縁カバー１６３，１６４が装着されている。

【0079】

次に、コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂの構成を詳しく説明する。

【0080】

ここではまず、コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂのうち第１コイルモジュール１５０Ａについて説明する。図１９（ａ）は、第１コイルモジュール１５０Ａの構成を示す斜視図であり、図１９（ｂ）は、第１コイルモジュール１５０Ａにおいて構成部品を分解して示す斜視図である。また、図２０は、図１９（ａ）における２０－２０線断面図である。

【0081】

図１９（ａ），（ｂ）に示すように、第１コイルモジュール１５０Ａは、導線材ＣＲを多重巻にして構成された第１部分巻線１５１Ａと、その第１部分巻線１５１Ａにおいて軸方向一端側及び他端側に取り付けられた絶縁カバー１６１，１６２とを有している。絶縁カバー１６１，１６２は合成樹脂等の絶縁材料により成形されている。

【0082】

第１部分巻線１５１Ａは、互いに平行でかつ直線状に設けられる一対の中間導線部１５２と、一対の中間導線部１５２を軸方向両端でそれぞれ接続する一対の渡り部１５３Ａとを有しており、これら一対の中間導線部１５２と一対の渡り部１５３Ａとにより環状に形成されている。一対の中間導線部１５２は、所定のコイルピッチ分を離して設けられており、周方向において一対の中間導線部１５２の間に、他相の部分巻線１５１の中間導線部１５２が配置可能となっている。本実施形態では、一対の中間導線部１５２は２コイルピッチ分を離して設けられ、一対の中間導線部１５２の間に、他２相の部分巻線１５１における中間導線部１５２が１つずつ配置される構成となっている。

【0083】

一対の渡り部１５３Ａは、軸方向両側でそれぞれ同じ形状となっており、いずれもコイルエンドＣＥ（図１１参照）に相当する部分として設けられている。各渡り部１５３Ａは、中間導線部１５２に対して直交する向き、すなわち軸方向に直交する方向に折り曲がるようにして設けられている。

【0084】

図１８に示すように、第１部分巻線１５１Ａは、軸方向両側に渡り部１５３Ａを有し、第２部分巻線１５１Ｂは、軸方向両側に渡り部１５３Ｂを有している。これら各部分巻線１５１Ａ，１５１Ｂの渡り部１５３Ａ，１５３Ｂはその形状が互いに異なっており、その区別を明確にすべく、第１部分巻線１５１Ａの渡り部１５３Ａを「第１渡り部１５３Ａ」、第２部分巻線１５１Ｂの渡り部１５３Ｂを「第２渡り部１５３Ｂ」とも記載する。

【0085】

各部分巻線１５１Ａ，１５１Ｂにおいて、中間導線部１５２は、コイルサイドＣＳにおいて周方向に１つずつ並ぶコイルサイド導線部として設けられている。また、各渡り部１５３Ａ，１５３Ｂは、コイルエンドＣＥにおいて、周方向に異なる２位置の同相の中間導線部１５２どうしを接続するコイルエンド導線部として設けられている。

【0086】

図２０に示すように、第１部分巻線１５１Ａは、導線集合部分の横断面が四角形になるように導線材ＣＲが多重に巻回されて形成されている。図２０は、中間導線部１５２の横断面を示しており、その中間導線部１５２において周方向及び径方向に並ぶように導線材ＣＲが多重に巻回されている。つまり、第１部分巻線１５１Ａは、中間導線部１５２において導線材ＣＲが周方向に複数列で並べられ、かつ径方向に複数列で並べられることで、横断面が略矩形状となるように形成されている。なお、第１渡り部１５３Ａの先端部では、径方向への折れ曲がりにより、導線材ＣＲが軸方向及び径方向に並ぶように多重に巻回される構成となっている。本実施形態では、導線材ＣＲを同心巻により巻回することで第１部分巻線１５１Ａが構成されている。ただし、導線材ＣＲの巻き方は任意であり、同心巻に代えて、アルファ巻により導線材ＣＲが多重に巻回されていてもよい。

【0087】

第１部分巻線１５１Ａでは、軸方向両側の第１渡り部１５３Ａのうち、一方の第１渡り部１５３Ａ（図１９（ｂ）の上側の第１渡り部１５３Ａ）から導線材ＣＲの端部が引き出されており、その端部が巻線端部１５４，１５５となっている。巻線端部１５４，１５５は、それぞれ導線材ＣＲの巻き始め及び巻き終わりとなる部分である。巻線端部１５４，１５５のうち一方が電流入出力端子に接続され、他方が中性点に接続されるようになっている。

【0088】

第１部分巻線１５１Ａにおいて各中間導線部１５２には、シート状の絶縁被覆体１５７が被せられた状態で設けられている。なお、図１９（ａ）には、第１コイルモジュール１５０Ａが、中間導線部１５２に絶縁被覆体１５７が被せられ、かつ絶縁被覆体１５７の内側に中間導線部１５２が存在する状態で示されているが、便宜上、その該当部分を中間導線部１５２としている（後述する図２２（ａ）も同様）。

【0089】

絶縁被覆体１５７は、軸方向寸法として少なくとも中間導線部１５２における軸方向の絶縁被覆範囲の長さを有するフィルム材ＦＭを用い、そのフィルム材ＦＭを中間導線部１５２の周囲に巻装することで設けられている。フィルム材ＦＭは、例えばＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルムよりなる。より具体的には、フィルム材ＦＭは、フィルム基材と、そのフィルム基材の両面のうち片面に設けられ、発泡性を有する接着層とを含む。そして、フィルム材ＦＭは、接着層により接着させた状態で、中間導線部１５２に対して巻装されている。なお、接着層として非発泡性の接着剤を用いることも可能である。

【0090】

図２０に示すように、中間導線部１５２は、導線材ＣＲが周方向及び径方向に並ぶことで横断面が略矩形状をなしており、中間導線部１５２の周囲には、フィルム材ＦＭがその周方向の端部をオーバーラップさせた状態で被せられていることで、絶縁被覆体１５７が設けられている。フィルム材ＦＭは、縦寸法が中間導線部１５２の軸方向長さよりも長く、かつ横寸法が中間導線部１５２の１周長さよりも長い矩形シートであり、中間導線部１５２の断面形状に合わせて折り目を付けた状態で中間導線部１５２に巻装されている。中間導線部１５２にフィルム材ＦＭが巻装された状態では、中間導線部１５２の導線材ＣＲとフィルム基材との間の隙間が接着層での発泡により埋められるようになっている。また、フィルム材ＦＭのオーバーラップ部分ＯＬでは、フィルム材ＦＭの周方向の端部どうしが接着層により接合されている。

【0091】

中間導線部１５２では、２つの周方向側面及び２つの径方向側面においてそれらの全てを覆うようにして絶縁被覆体１５７が設けられている。この場合、中間導線部１５２を囲う絶縁被覆体１５７には、他相の部分巻線１５１における中間導線部１５２との対向部分、すなわち中間導線部１５２の２つの周方向側面のうち一方に、フィルム材ＦＭがオーバーラップするオーバーラップ部分ＯＬが設けられている。本実施形態では、一対の中間導線部１５２において、周方向の同じ側にオーバーラップ部分ＯＬがそれぞれ設けられている。

【0092】

第１部分巻線１５１Ａでは、中間導線部１５２から、軸方向両側の第１渡り部１５３Ａにおいて絶縁カバー１６１，１６２により覆われた部分（すなわち絶縁カバー１６１，１６２の内側となる部分）までの範囲で、絶縁被覆体１５７が設けられている。図１７で言えば、第１コイルモジュール１５０ＡにおいてＡＸ１の範囲が絶縁カバー１６１，１６２により覆われていない部分であり、その範囲ＡＸ１よりも上下に拡張した範囲で絶縁被覆体１５７が設けられている。

【0093】

次に、絶縁カバー１６１，１６２の構成を説明する。

【0094】

絶縁カバー１６１は、第１部分巻線１５１Ａの軸方向一方側の第１渡り部１５３Ａに装着され、絶縁カバー１６２は、第１部分巻線１５１Ａの軸方向他方側の第１渡り部１５３Ａに装着される。このうち絶縁カバー１６１の構成を図２１（ａ），（ｂ）に示す。図２１（ａ），（ｂ）は、絶縁カバー１６１を異なる二方向から見た斜視図である。

【0095】

図２１（ａ），（ｂ）に示すように、絶縁カバー１６１は、周方向の側面となる一対の側面部１７１と、軸方向外側の外面部１７２と、軸方向内側の内面部１７３と、径方向内側の前面部１７４とを有している。これら各部１７１～１７４は、それぞれ板状に形成されており、径方向外側のみが開放されるようにして立体状に互いに結合されている。一対の側面部１７１はそれぞれ、コアアセンブリＣＡへの組み付け状態においてコアアセンブリＣＡの軸心に向けて延びる向きで設けられている。そのため、複数の第１コイルモジュール１５０Ａが周方向に並べて配置された状態では、隣り合う各第１コイルモジュール１５０Ａにおいて絶縁カバー１６１の側面部１７１どうしが当接又は接近状態で互いに対向する。これにより、周方向に隣接する各第１コイルモジュール１５０Ａにおいて相互の絶縁が図られつつ好適なる環状配置が可能となっている。

【0096】

絶縁カバー１６１において、外面部１７２には、第１部分巻線１５１Ａの巻線端部１５４を引き出すための開口部１７５ａが設けられ、前面部１７４には、第１部分巻線１５１Ａの巻線端部１５５を引き出すための開口部１７５ｂが設けられている。この場合、一方の巻線端部１５４は外面部１７２から軸方向に引き出されるのに対し、他方の巻線端部１５５は前面部１７４から径方向に引き出される構成となっている。

【0097】

また、絶縁カバー１６１において、一対の側面部１７１には、前面部１７４の周方向両端となる位置、すなわち各側面部１７１と前面部１７４とが交差する位置に、軸方向に延びる半円状の凹部１７７が設けられている。さらに、外面部１７２には、周方向における絶縁カバー１６１の中心線を基準として周方向両側に対称となる位置に、軸方向に延びる一対の突起部１７８が設けられている。

【0098】

絶縁カバー１６１の凹部１７７について説明を補足する。図２０に示すように、第１部分巻線１５１Ａの第１渡り部１５３Ａは、径方向内外のうち径方向内側、すなわちコアアセンブリＣＡの側に凸となる湾曲状をなしている。かかる構成では、周方向に隣り合う第１渡り部１５３Ａの間に、第１渡り部１５３Ａの先端側ほど幅広となる隙間が形成される。そこで本実施形態では、周方向に並ぶ第１渡り部１５３Ａの間の隙間を利用して、絶縁カバー１６１の側面部１７１において第１渡り部１５３Ａの湾曲部の外側となる位置に凹部１７７を設ける構成としている。

【0099】

なお、第１部分巻線１５１Ａに温度検出部（サーミスタ）を設ける構成としてもよく、かかる構成では、絶縁カバー１６１に、温度検出部から延びる信号線を引き出すための開口部を設けるとよい。この場合、絶縁カバー１６１内に温度検出部を好適に収容できる。

【0100】

図示による詳細な説明は割愛するが、軸方向他方の絶縁カバー１６２は、絶縁カバー１６１と概ね同様の構成を有している。絶縁カバー１６２は、絶縁カバー１６１と同様に、一対の側面部１７１と、軸方向外側の外面部１７２と、軸方向内側の内面部１７３と、径方向内側の前面部１７４とを有している。また、絶縁カバー１６２において、一対の側面部１７１には前面部１７４の周方向両端となる位置に半円状の凹部１７７が設けられるとともに、外面部１７２に一対の突起部１７８が設けられている。絶縁カバー１６１との相違点として、絶縁カバー１６２は、第１部分巻線１５１Ａの巻線端部１５４，１５５を引き出すための開口部を有していない構成となっている。

【0101】

絶縁カバー１６１，１６２では、軸方向の高さ寸法（すなわち一対の側面部１７１及び前面部１７４における軸方向の幅寸法）が相違している。具体的には、図１７に示すように、絶縁カバー１６１の軸方向の高さ寸法Ｗ１１と絶縁カバー１６２の軸方向の高さ寸法Ｗ１２は、Ｗ１１＞Ｗ１２となっている。つまり、導線材ＣＲを多重に巻回する場合には、巻線巻回方向（周回方向）に直交する向きに導線材ＣＲの巻き段を切り替える（レーンチェンジする）必要があり、その切り替えに起因して巻線幅が大きくなることが考えられる。補足すると、絶縁カバー１６１，１６２のうち絶縁カバー１６１は、導線材ＣＲの巻き始め及び巻き終わりを含む側の第１渡り部１５３Ａを覆う部分であり、導線材ＣＲの巻き始め及び巻き終わりを含むことにより、他の部分よりも導線材ＣＲの巻き代（重なり代）が多くなり、その結果として巻線幅が大きくなることが生じうる。この点を加味して、絶縁カバー１６１の軸方向の高さ寸法Ｗ１１が、絶縁カバー１６２の軸方向の高さ寸法Ｗ１２よりも大きくなっている。これにより、絶縁カバー１６１，１６２の高さ寸法Ｗ１１，Ｗ１２が互いに同じ寸法である場合とは異なり、絶縁カバー１６１，１６２により導線材ＣＲの巻き数が制限されるといった不都合が抑制されるようになっている。

【0102】

次に、第２コイルモジュール１５０Ｂについて説明する。

【0103】

図２２（ａ）は、第２コイルモジュール１５０Ｂの構成を示す斜視図であり、図２２（ｂ）は、第２コイルモジュール１５０Ｂにおいて構成部品を分解して示す斜視図である。また、図２３は、図２２（ａ）における２３－２３線断面図である。

【0104】

図２２（ａ），（ｂ）に示すように、第２コイルモジュール１５０Ｂは、第１部分巻線１５１Ａと同様に導線材ＣＲを多重巻にして構成された第２部分巻線１５１Ｂと、その第２部分巻線１５１Ｂにおいて軸方向一端側及び他端側に取り付けられた絶縁カバー１６３，１６４とを有している。絶縁カバー１６３，１６４は合成樹脂等の絶縁材料により成形されている。

【0105】

第２部分巻線１５１Ｂは、互いに平行でかつ直線状に設けられる一対の中間導線部１５２と、一対の中間導線部１５２を軸方向両端でそれぞれ接続する一対の第２渡り部１５３Ｂとを有しており、これら一対の中間導線部１５２と一対の第２渡り部１５３Ｂとにより環状に形成されている。第２部分巻線１５１Ｂにおいて一対の中間導線部１５２は、第１部分巻線１５１Ａの中間導線部１５２と構成が同じである。これに対して、一対の第２渡り部１５３Ｂは、第１部分巻線１５１Ａの第１渡り部１５３Ａとは構成が異なっている。第２部分巻線１５１Ｂの第２渡り部１５３Ｂは、径方向に折り曲げられることなく、中間導線部１５２から直線状に軸方向に延びるようにして設けられている。図１８には、部分巻線１５１Ａ，１５１Ｂの違いが対比して明示されている。

【0106】

第２部分巻線１５１Ｂでは、軸方向両側の第２渡り部１５３Ｂのうち、一方の第２渡り部１５３Ｂ（図２２（ｂ）の上側の第２渡り部１５３Ｂ）から導線材ＣＲの端部が引き出されており、その端部が巻線端部１５４，１５５となっている。そして、第２部分巻線１５１Ｂでも、第１部分巻線１５１Ａと同様に、巻線端部１５４，１５５のうち一方が電流入出力端子に接続され、他方が中性点に接続されるようになっている。

【0107】

第２部分巻線１５１Ｂでは、第１部分巻線１５１Ａと同様に、各中間導線部１５２に、シート状の絶縁被覆体１５７が被せられた状態で設けられている。絶縁被覆体１５７は、軸方向寸法として少なくとも中間導線部１５２における軸方向の絶縁被覆範囲の長さを有するフィルム材ＦＭを用い、そのフィルム材ＦＭを中間導線部１５２の周囲に巻装することで設けられている。

【0108】

絶縁被覆体１５７に関する構成も、各部分巻線１５１Ａ，１５１Ｂで概ね同様である。つまり、図２３に示すように、中間導線部１５２の周囲には、フィルム材ＦＭがその周方向の端部をオーバーラップさせた状態で被せられている。中間導線部１５２では、２つの周方向側面及び２つの径方向側面においてそれらの全てを覆うようにして絶縁被覆体１５７が設けられている。この場合、中間導線部１５２を囲う絶縁被覆体１５７には、他相の部分巻線１５１における中間導線部１５２との対向部分、すなわち中間導線部１５２の２つの周方向側面のうち一方に、フィルム材ＦＭがオーバーラップするオーバーラップ部分ＯＬが設けられている。本実施形態では、一対の中間導線部１５２において、周方向の同じ側にオーバーラップ部分ＯＬがそれぞれ設けられている。

【0109】

第２部分巻線１５１Ｂでは、中間導線部１５２から、軸方向両側の第２渡り部１５３Ｂにおいて絶縁カバー１６３，１６４により覆われた部分（すなわち絶縁カバー１６３，１６４の内側となる部分）までの範囲で、絶縁被覆体１５７が設けられている。図１７で言えば、第２コイルモジュール１５０ＢにおいてＡＸ２の範囲が絶縁カバー１６３，１６４により覆われていない部分であり、その範囲ＡＸ２よりも上下に拡張した範囲で絶縁被覆体１５７が設けられている。

【0110】

各部分巻線１５１Ａ，１５１Ｂでは、いずれにおいても絶縁被覆体１５７が渡り部１５３Ａ，１５３Ｂの一部を含む範囲で設けられている。すなわち、各部分巻線１５１Ａ，１５１Ｂには、中間導線部１５２と、渡り部１５３Ａ，１５３Ｂのうち中間導線部１５２に引き続き直線状に延びる部分とに、絶縁被覆体１５７が設けられている。ただし、各部分巻線１５１Ａ，１５１Ｂではその軸方向長さが相違していることから、絶縁被覆体１５７の軸方向範囲も異なるものとなっている。

【0111】

次に、絶縁カバー１６３，１６４の構成を説明する。

【0112】

絶縁カバー１６３は、第２部分巻線１５１Ｂの軸方向一方側の第２渡り部１５３Ｂに装着され、絶縁カバー１６４は、第２部分巻線１５１Ｂの軸方向他方側の第２渡り部１５３Ｂに装着される。このうち絶縁カバー１６３の構成を図２４（ａ），（ｂ）に示す。図２４（ａ），（ｂ）は、絶縁カバー１６３を異なる二方向から見た斜視図である。

【0113】

図２４（ａ），（ｂ）に示すように、絶縁カバー１６３は、周方向の側面となる一対の側面部１８１と、軸方向外側の外面部１８２と、径方向内側の前面部１８３と、径方向外側の後面部１８４とを有している。これら各部１８１～１８４は、それぞれ板状に形成されており、軸方向内側のみが開放されるようにして立体状に互いに結合されている。一対の側面部１８１はそれぞれ、コアアセンブリＣＡへの組み付け状態においてコアアセンブリＣＡの軸心に向けて延びる向きで設けられている。そのため、複数の第２コイルモジュール１５０Ｂが周方向に並べて配置された状態では、隣り合う各第２コイルモジュール１５０Ｂにおいて絶縁カバー１６３の側面部１８１どうしが当接又は接近状態で互いに対向する。これにより、周方向に隣接する各第２コイルモジュール１５０Ｂにおいて相互の絶縁が図られつつ好適なる環状配置が可能となっている。

【0114】

絶縁カバー１６３において、前面部１８３には、第２部分巻線１５１Ｂの巻線端部１５４を引き出すための開口部１８５ａが設けられ、外面部１８２には、第２部分巻線１５１Ｂの巻線端部１５５を引き出すための開口部１８５ｂが設けられている。

【0115】

絶縁カバー１６３の前面部１８３には、径方向内側に突出する突出部１８６が設けられている。突出部１８６は、絶縁カバー１６３の周方向一端から他端までの間の中央となる位置に、第２渡り部１５３Ｂよりも径方向内側に突出するように設けられている。突出部１８６は、平面視において径方向内側ほど先細りになるテーパ形状をなしており、その先端部に、軸方向に延びる貫通孔１８７が設けられている。なお、突出部１８６は、第２渡り部１５３Ｂよりも径方向内側に突出し、かつ絶縁カバー１６３の周方向一端から他端までの間の中央となる位置に貫通孔１８７を有するものであれば、その構成は任意である。ただし、軸方向内側の絶縁カバー１６１との重なり状態を想定すると、巻線端部１５４，１５５との干渉を回避すべく周方向に幅狭に形成されていることが望ましい。

【0116】

突出部１８６は、径方向内側の先端部において軸方向の厚さが段差状に薄くなっており、その薄くなっている低段部１８６ａに貫通孔１８７が設けられている。この低段部１８６ａは、コアアセンブリＣＡに対する第２コイルモジュール１５０Ｂの組み付け状態において、内筒部材８１の軸方向端面からの高さが、第２渡り部１５３Ｂの高さよりも低くなる部位に相当する。

【0117】

また、図２３に示すように、突出部１８６には、軸方向に貫通する貫通孔１８８が設けられている。これにより、絶縁カバー１６１，１６３が軸方向に重なる状態において、貫通孔１８８を通じて、絶縁カバー１６１，１６３の間への接着剤の充填が可能となっている。

【0118】

図示による詳細な説明は割愛するが、軸方向他方の絶縁カバー１６４は、絶縁カバー１６３と概ね同様の構成を有している。絶縁カバー１６４は、絶縁カバー１６３と同様に、一対の側面部１８１と、軸方向外側の外面部１８２と、径方向内側の前面部１８３と、径方向外側の後面部１８４とを有するとともに、突出部１８６の先端部に設けられた貫通孔１８７を有している。また、絶縁カバー１６３との相違点として、絶縁カバー１６４は、第２部分巻線１５１Ｂの巻線端部１５４，１５５を引き出すための開口部を有していない構成となっている。

【0119】

絶縁カバー１６３，１６４では、一対の側面部１８１の径方向の幅寸法が相違している。具体的には、図１７に示すように、絶縁カバー１６３における側面部１８１の径方向の幅寸法Ｗ２１と絶縁カバー１６４における側面部１８１の径方向の幅寸法Ｗ２２は、Ｗ２１＞Ｗ２２となっている。つまり、絶縁カバー１６３，１６４のうち絶縁カバー１６３は、導線材ＣＲの巻き始め及び巻き終わりを含む側の第２渡り部１５３Ｂを覆う部分であり、導線材ＣＲの巻き始め及び巻き終わりを含むことにより、他の部分よりも導線材ＣＲの巻き代（重なり代）が多くなり、その結果として巻線幅が大きくなることが生じうる。この点を加味して、絶縁カバー１６３の径方向の幅寸法Ｗ２１が、絶縁カバー１６４の径方向の幅寸法Ｗ２２よりも大きくなっている。これにより、絶縁カバー１６３，１６４の幅寸法Ｗ２１，Ｗ２２が互いに同じ寸法である場合とは異なり、絶縁カバー１６３，１６４により導線材ＣＲの巻き数が制限されるといった不都合が抑制されるようになっている。

【0120】

図２５は、各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂを周方向に並べた状態でのフィルム材ＦＭのオーバーラップ位置を示す図である。上述したとおり各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂでは、中間導線部１５２の周囲に、他相の部分巻線１５１における中間導線部１５２との対向部分、すなわち中間導線部１５２の周方向側面でオーバーラップするようにしてフィルム材ＦＭが被せられている（図２０，図２３参照）。そして、各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂを周方向に並べた状態では、フィルム材ＦＭのオーバーラップ部分ＯＬが、周方向両側のうちいずれも同じ側（図の周方向右側）に配置されるものとなっている。これにより、周方向に隣り合う異相の部分巻線１５１Ａ，１５１Ｂにおける各中間導線部１５２において、フィルム材ＦＭのオーバーラップ部分ＯＬどうしが周方向に重ならない構成となっている。この場合、周方向に並ぶ各中間導線部１５２の間には、いずれも最多で３枚のフィルム材ＦＭが重なる構成となっている。

【0121】

次に、コアアセンブリＣＡに対する各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂの組み付けに関する構成を説明する。

【0122】

各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂは、軸方向長さが互いに異なり、かつ部分巻線１５１Ａ，１５１Ｂの渡り部１５３Ａ，１５３Ｂの形状が互いに異なっており、第１コイルモジュール１５０Ａの第１渡り部１５３Ａを軸方向内側、第２コイルモジュール１５０Ｂの第２渡り部１５３Ｂを軸方向外側にした状態で、コアアセンブリＣＡに取り付けられる構成となっている。絶縁カバー１６１～１６４について言えば、各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂの軸方向一端側において絶縁カバー１６１，１６３が軸方向に重ねられ、かつ軸方向他端側において絶縁カバー１６２，１６４が軸方向に重ねられた状態で、それら各絶縁カバー１６１～１６４がコアアセンブリＣＡに対して固定されるようになっている。

【0123】

図２６は、コアアセンブリＣＡに対する第１コイルモジュール１５０Ａの組み付け状態において複数の絶縁カバー１６１が周方向に並ぶ状態を示す平面図であり、図２７は、コアアセンブリＣＡに対する第１コイルモジュール１５０Ａ及び第２コイルモジュール１５０Ｂの組み付け状態において複数の絶縁カバー１６１，１６３が周方向に並ぶ状態を示す平面図である。また、図２８（ａ）は、コアアセンブリＣＡに対する各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂの組み付け状態において固定ピン１９１による固定前の状態を示す縦断面図であり、図２８（ｂ）は、コアアセンブリＣＡに対する各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂの組み付け状態において固定ピン１９１による固定後の状態を示す縦断面図である。

【0124】

図２６に示すように、コアアセンブリＣＡに対して複数の第１コイルモジュール１５０Ａを組み付けた状態では、複数の絶縁カバー１６１が、側面部１７１どうしを当接又は接近状態としてそれぞれ配置される。各絶縁カバー１６１は、側面部１７１どうしが対向する境界線ＬＢと、内筒部材８１の軸方向端面の凹部１０５とが一致するようにして配置される。この場合、周方向に隣り合う絶縁カバー１６１の側面部１７１どうしが当接又は接近状態となることで、それら絶縁カバー１６１の各凹部１７７により、軸方向に延びる貫通孔部が形成され、その貫通孔部と凹部１０５の位置が一致する状態とされる。

【0125】

また、図２７に示すように、コアアセンブリＣＡ及び第１コイルモジュール１５０Ａの一体物に対して、さらに第２コイルモジュール１５０Ｂが組み付けられる。この組み付けに伴い、複数の絶縁カバー１６３が、側面部１８１どうしを当接又は接近状態としてそれぞれ配置される。この状態では、各渡り部１５３Ａ，１５３Ｂは、周方向に中間導線部１５２が並ぶ円上で互いに交差するように配置されることとなる。各絶縁カバー１６３は、突出部１８６が絶縁カバー１６１に軸方向に重なり、かつ突出部１８６の貫通孔１８７が、絶縁カバー１６１の各凹部１７７により形成された貫通孔部に軸方向に連なるようにして配置される。

【0126】

このとき、絶縁カバー１６３の突出部１８６が、絶縁カバー１６１に設けられた一対の突起部１７８により所定位置に案内されることで、絶縁カバー１６１側の貫通孔部と内筒部材８１の凹部１０５とに対して絶縁カバー１６３側の貫通孔１８７の位置が合致するようになっている。つまり、コアアセンブリＣＡに対して各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂを組み付けた状態では、絶縁カバー１６３の奥側に絶縁カバー１６１の凹部１７７が位置するために、絶縁カバー１６１の凹部１７７に対して突出部１８６の貫通孔１８７の位置合わせを行うことが困難になるおそれがある。この点、絶縁カバー１６１の一対の突起部１７８により絶縁カバー１６３の突出部１８６が案内されることで、絶縁カバー１６１に対する絶縁カバー１６３の位置合わせが容易となる。

【0127】

そして、図２８（ａ），（ｂ）に示すように、絶縁カバー１６１と絶縁カバー１６３の突出部１８６との重なり部分においてこれらに係合する状態で、固定部材としての固定ピン１９１による固定が行われる。より具体的には、内筒部材８１の凹部１０５と、絶縁カバー１６１の凹部１７７と、絶縁カバー１６３の貫通孔１８７とを位置合わせした状態で、それら凹部１０５，１７７及び貫通孔１８７に固定ピン１９１が差し入れられる。これにより、内筒部材８１に対して絶縁カバー１６１，１６３が一体で固定される。本構成によれば、周方向に隣り合う各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂが、コイルエンドＣＥでコアアセンブリＣＡに対して共通の固定ピン１９１により固定されるようになっている。固定ピン１９１は、熱伝導性の良い材料で構成されていることが望ましく、例えば金属ピンである。

【0128】

図２８（ｂ）に示すように、固定ピン１９１は、絶縁カバー１６３の突出部１８６のうち低段部１８６ａに組み付けられている。この状態では、固定ピン１９１の上端部は、低段部１８６ａの上方に突き出ているが、絶縁カバー１６３の上面（外面部１８２）よりも上方に突き出ないものとなっている。この場合、固定ピン１９１は、絶縁カバー１６１と絶縁カバー１６３の突出部１８６（低段部１８６ａ）との重なり部分の軸方向高さ寸法よりも長く、上方に突き出る余裕代を有しているため、固定ピン１９１を凹部１０５，１７７及び貫通孔１８７に差し入れる際（すなわち固定ピン１９１の固定作業時）にその作業を行いやすくなることが考えられる。また、固定ピン１９１の上端部が絶縁カバー１６３の上面（外面部１８２）よりも上方に突き出ないため、固定ピン１９１の突き出しに起因して固定子６０の軸長が長くなるといった不都合を抑制できるものとなっている。

【0129】

固定ピン１９１による絶縁カバー１６１，１６３の固定後には、絶縁カバー１６３に設けた貫通孔１８８を通じて、接着剤の充填が行われる。これにより、軸方向に重なる絶縁カバー１６１，１６３が互いに強固に結合されるようになっている。なお、図２８（ａ），（ｂ）では、便宜上、絶縁カバー１６３の上面から下面までの範囲で貫通孔１８８を示すが、実際には肉抜き等により形成された薄板部に貫通孔１８８が設けられた構成となっている。

【0130】

図２８（ｂ）に示すように、固定ピン１９１による各絶縁カバー１６１，１６３の固定位置は、固定子コア６２よりも径方向内側（図の左側）の固定子ホルダ７０の軸方向端面となっており、その固定子ホルダ７０に対して固定ピン１９１による固定が行われる構成となっている。つまり、第１渡り部１５３Ａが固定子ホルダ７０の軸方向端面に対して固定される構成となっている。この場合、固定子ホルダ７０には冷媒通路８５が設けられているため、第１部分巻線１５１Ａで生じた熱は、第１渡り部１５３Ａから、固定子ホルダ７０の冷媒通路８５付近に直接的に伝わる。また、固定ピン１９１は、固定子ホルダ７０の凹部１０５に差し入れられており、その固定ピン１９１を通じて固定子ホルダ７０側への熱の伝達が促されるようになっている。かかる構成により、固定子巻線６１の冷却性能の向上が図られている。

【0131】

本実施形態では、コイルエンドＣＥにおいて１８個ずつの絶縁カバー１６１，１６３が軸方向内外に重ねて配置される一方、固定子ホルダ７０の軸方向端面には、各絶縁カバー１６１，１６３と同数の１８箇所に凹部１０５が設けられている。そして、その１８箇所の凹部１０５で固定ピン１９１による固定が行われる構成となっている。

【0132】

不図示としているが、軸方向逆側の絶縁カバー１６２，１６４についても同様である。すなわち、まず第１コイルモジュール１５０Ａの組み付けに際し、周方向に隣り合う絶縁カバー１６２の側面部１７１どうしが当接又は接近状態となることで、それら絶縁カバー１６２の各凹部１７７により、軸方向に延びる貫通孔部が形成され、その貫通孔部と、外筒部材７１の軸方向端面の凹部１０６の位置が一致する状態とされる。そして、第２コイルモジュール１５０Ｂの組み付けにより、絶縁カバー１６３側の貫通孔部と外筒部材７１の凹部１０６とに対して絶縁カバー１６４側の貫通孔１８７の位置が合致し、それら凹部１０６，１７７、貫通孔１８７に固定ピン１９１が差し入れられることで、外筒部材７１に対して絶縁カバー１６２，１６４が一体で固定される。

【0133】

コアアセンブリＣＡに対する各コイルモジュール１５０Ａ，１５０Ｂの組み付け時には、コアアセンブリＣＡに対して、その外周側に全ての第１コイルモジュール１５０Ａを先付けし、その後に、全ての第２コイルモジュール１５０Ｂの組み付けと、固定ピン１９１による固定とを行うとよい。又は、コアアセンブリＣＡに対して、先に、２つの第１コイルモジュール１５０Ａと１つの第２コイルモジュール１５０Ｂとを１本の固定ピン１９１で固定し、その後に、第１コイルモジュール１５０Ａの組み付けと、第２コイルモジュール１５０Ｂの組み付けと、固定ピン１９１による固定とをこの順序で繰り返し行うようにしてもよい。

【0134】

次に、バスバーモジュール２００について説明する。

【0135】

バスバーモジュール２００は、固定子巻線６１において各コイルモジュール１５０の部分巻線１５１に電気的に接続され、各相の部分巻線１５１の一端を相ごとに並列接続するとともに、それら各部分巻線１５１の他端を中性点で接続する巻線接続部材である。図２９は、バスバーモジュール２００の斜視図であり、図３０は、バスバーモジュール２００の縦断面の一部を示す断面図である。

【0136】

バスバーモジュール２００は、円環状をなす環状部２０１と、その環状部２０１から延びる複数の接続端子２０２と、相巻線ごとに設けられる３つの入出力端子２０３とを有している。環状部２０１は、例えば樹脂等の絶縁部材により円環状に形成されている。

【0137】

図３０に示すように、環状部２０１は、略円環板状をなし軸方向に多層（本実施形態では５層）に積層された積層板２０４を有しており、これら各積層板２０４の間に挟まれた状態で４つのバスバー２１１～２１４が設けられている。各バスバー２１１～２１４は、いずれも円環状をなしており、Ｕ相用のバスバー２１１と、Ｖ相用のバスバー２１２と、Ｗ相用のバスバー２１３と、中性点用のバスバー２１４とからなる。これら各バスバー２１１～２１４は、環状部２０１内において、板面を対向させるようにして軸方向に並べて配置されるものとなっている。各積層板２０４と各バスバー２１１～２１４とは、接着剤により互いに接合されている。接着剤として接着シートを用いることが望ましい。ただし液状又は半液状の接着剤を塗布する構成であってもよい。そして、各バスバー２１１～２１４には、それぞれ環状部２０１から径方向外側に突出させるようにして接続端子２０２が接続されている。

【0138】

環状部２０１の上面、すなわち５層に設けられた積層板２０４の最も表層側の積層板２０４の上面には、環状に延びる突起部２０１ａが設けられている。

【0139】

なお、バスバーモジュール２００は、各バスバー２１１～２１４が環状部２０１内に埋設された状態で設けられるものであればよく、所定間隔で配置された各バスバー２１１～２１４が一体的にインサート成形されるものであってもよい。また、各バスバー２１１～２１４の配置は、全てが軸方向に並びかつ全ての板面が同方向を向く構成に限られず、径方向に並ぶ構成や、軸方向に２列でかつ径方向に２列に並ぶ構成、板面の延びる方向が異なるものを含む構成などであってもよい。

【0140】

図２９において、各接続端子２０２は、環状部２０１の周方向に並び、かつ径方向外側において軸方向に延びるように設けられている。接続端子２０２は、Ｕ相用のバスバー２１１に接続された接続端子と、Ｖ相用のバスバー２１２に接続された接続端子と、Ｗ相用のバスバー２１３に接続された接続端子と、中性点用のバスバー２１４に接続された接続端子とを含む。接続端子２０２は、コイルモジュール１５０における各部分巻線１５１の巻線端部１５４，１５５と同数で設けられており、これら各接続端子２０２には、各部分巻線１５１の巻線端部１５４，１５５が１つずつ接続される。これにより、バスバーモジュール２００が、Ｕ相の部分巻線１５１、Ｖ相の部分巻線１５１、Ｗ相の部分巻線１５１に対してそれぞれ接続されるようになっている。

【0141】

入出力端子２０３は、例えばバスバー材よりなり、軸方向に延びる向きで設けられている。入出力端子２０３は、Ｕ相用の入出力端子２０３Ｕと、Ｖ相用の入出力端子２０３Ｖと、Ｗ相用の入出力端子２０３Ｗとを含む。これらの入出力端子２０３は、環状部２０１内において相ごとに各バスバー２１１～２１３にそれぞれ接続されている。これらの各入出力端子２０３を通じて、固定子巻線６１の各相の相巻線に対して、不図示のインバータから電力の入出力が行われるようになっている。

【0142】

なお、バスバーモジュール２００に、各相の相電流を検出する電流センサを一体に設ける構成であってもよい。この場合、バスバーモジュール２００に電流検出端子を設け、その電流検出端子を通じて、電流センサの検出結果を不図示の制御装置に対して出力するようになっているとよい。

【0143】

また、環状部２０１は、固定子ホルダ７０に対する被固定部として、内周側に突出する複数の突出部２０５を有しており、その突出部２０５には軸方向に延びる貫通孔２０６が形成されている。

【0144】

図３１は、固定子ホルダ７０にバスバーモジュール２００を組み付けた状態を示す斜視図であり、図３２は、バスバーモジュール２００を固定する固定部分における縦断面図である。なお、バスバーモジュール２００を組み付ける前の固定子ホルダ７０の構成は、図１２を参照されたい。

【0145】

図３１において、バスバーモジュール２００は、内筒部材８１のボス部９２を囲むようにして端板部９１上に設けられている。バスバーモジュール２００は、内筒部材８１の支柱部９５（図１２参照）に対する組み付けにより位置決めがなされた状態で、ボルト等の締結具２１７の締結により固定子ホルダ７０（内筒部材８１）に固定されている。

【0146】

より詳しくは、図３２に示すように、内筒部材８１の端板部９１には軸方向に延びる支柱部９５が設けられている。そして、バスバーモジュール２００は、複数の突出部２０５に設けられた貫通孔２０６に支柱部９５を挿通させた状態で、支柱部９５に対して締結具２１７により固定されている。本実施形態では、鉄等の金属材料よりなるリテーナプレート２２０を用いてバスバーモジュール２００を固定することとしている。リテーナプレート２２０は、締結具２１７を挿通させる挿通孔２２１を有する被締結部２２２と、バスバーモジュール２００の環状部２０１の上面を押圧する押圧部２２３と、被締結部２２２と押圧部２２３との間に設けられるベンド部２２４とを有している。

【0147】

リテーナプレート２２０の装着状態では、リテーナプレート２２０の挿通孔２２１に締結具２１７が挿通された状態で、締結具２１７が内筒部材８１の支柱部９５に対して螺着されている。また、リテーナプレート２２０の押圧部２２３がバスバーモジュール２００の環状部２０１の上面に当接した状態となっている。この場合、締結具２１７が支柱部９５にねじ入れられることに伴いリテーナプレート２２０が図の下方に押し込まれ、それに応じて押圧部２２３により環状部２０１が下方に押圧されている。締結具２１７の螺着に伴い生じる図の下方への押圧力は、ベンド部２２４を通じて押圧部２２３に伝わるため、ベンド部２２４での弾性力を伴う状態で、押圧部２２３での押圧が行われている。

【0148】

上述したとおり環状部２０１の上面には環状の突起部２０１ａが設けられており、リテーナプレート２２０の押圧部２２３側の先端は突起部２０１ａに当接可能となっている。これにより、リテーナプレート２２０の図の下方への押圧力が径方向外側に逃げてしまうことが抑制される。つまり、締結具２１７の螺着に伴い生じる押圧力が押圧部２２３の側に適正に伝わる構成となっている。

【0149】

なお、図３１に示すように、固定子ホルダ７０に対するバスバーモジュール２００の組み付け状態において、入出力端子２０３は、冷媒通路８５に通じる入口開口８６ａ及び出口開口８７ａに対して周方向に１８０度反対側となる位置に設けられている。ただし、これら入出力端子２０３と各開口８６ａ，８７ａとが同位置（すなわち近接位置）にまとめて設けられていてもよい。

【0150】

次に、バスバーモジュール２００の入出力端子２０３を回転電機１０の外部の外部装置に対して電気的に接続する中継部材２３０について説明する。

【0151】

図１に示すように、回転電機１０では、バスバーモジュール２００の入出力端子２０３がハウジングカバー２４２から外側に突出するように設けられており、そのハウジングカバー２４２の外側で中継部材２３０に接続されている。中継部材２３０は、バスバーモジュール２００から延びる相ごとの入出力端子２０３と、インバータ等の外部装置から延びる相ごとの電力線との接続を中継する部材である。

【0152】

図３３は、ハウジングカバー２４２に中継部材２３０を取り付けた状態を示す縦断面図であり、図３４は、中継部材２３０の斜視図である。図３３に示すように、ハウジングカバー２４２には貫通孔２４２ａが形成されており、その貫通孔２４２ａを通じて入出力端子２０３の引き出しが可能になっている。

【0153】

中継部材２３０は、ハウジングカバー２４２に固定される本体部２３１と、ハウジングカバー２４２の貫通孔２４２ａに挿し入れられる端子挿通部２３２とを有している。端子挿通部２３２は、各相の入出力端子２０３を１つずつ挿通させる３つの挿通孔２３３を有している。それら３つの挿通孔２３３は、断面開口が長尺状をなしており、長手方向がいずれも略同じとなる向きで並べて形成されている。

【0154】

本体部２３１には、相ごとに設けられた３つの中継バスバー２３４が取り付けられている。中継バスバー２３４は、略Ｌ字状に屈曲形成されており、本体部２３１にボルト等の締結具２３５により固定されるとともに、端子挿通部２３２の挿通孔２３３に挿通された状態の入出力端子２０３の先端部にボルト及びナット等の締結具２３６により固定されている。

【0155】

なお、図示は略しているが、中継部材２３０には外部装置から延びる相ごとの電力線が接続可能となっており、相ごとに入出力端子２０３に対する電力の入出力が可能となっている。

【0156】

次に、回転電機１０を制御する制御システムの構成について説明する。図３５は、回転電機１０の制御システムの電気回路図であり、図３６は、制御装置２７０による制御処理を示す機能ブロック図である。

【0157】

図３５に示すように、固定子巻線６１はＵ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線よりなり、その固定子巻線６１に、電力変換器に相当するインバータ２６０が接続されている。インバータ２６０は、相数と同じ数の上下アームを有するフルブリッジ回路により構成されており、相ごとに上アームスイッチ２６１及び下アームスイッチ２６２からなる直列接続体が設けられている。これら各スイッチ２６１，２６２はドライバ２６３によりそれぞれオンオフされ、そのオンオフにより各相の相巻線が通電される。各スイッチ２６１，２６２は、例えばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子により構成されている。また、各相の上下アームには、スイッチ２６１，２６２の直列接続体に並列に、スイッチング時に要する電荷を各スイッチ２６１，２６２に供給する電荷供給用のコンデンサ２６４が接続されている。

【0158】

上下アームの各スイッチ２６１，２６２の間の中間接続点に、それぞれＵ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線の一端が接続されている。これら各相巻線は星形結線（Ｙ結線）されており、各相巻線の他端は中性点にて互いに接続されている。

【0159】

制御装置２７０は、ＣＰＵや各種メモリからなるマイコンを備えており、回転電機１０における各種の検出情報や、力行駆動及び発電の要求に基づいて、各スイッチ２６１，２６２のオンオフにより通電制御を実施する。回転電機１０の検出情報には、例えば、レゾルバ等の角度検出器により検出される回転子２０の回転角度（電気角情報）や、電圧センサにより検出される電源電圧（インバータ入力電圧）、電流センサにより検出される各相の通電電流が含まれる。制御装置２７０は、例えば所定のスイッチング周波数（キャリア周波数）でのＰＷＭ制御や、矩形波制御により各スイッチ２６１，２６２のオンオフ制御を実施する。制御装置２７０は、回転電機１０に内蔵された内蔵制御装置であってもよいし、回転電機１０の外部に設けられた外部制御装置であってもよい。

【0160】

ちなみに、本実施形態の回転電機１０は、スロットレス構造（ティースレス構造）を有していることから、固定子６０のインダクタンスが低減されて電気的時定数が小さくなっており、その電気的時定数が小さい状況下では、スイッチング周波数（キャリア周波数）を高くし、かつスイッチング速度を速くすることが望ましい。この点において、各相のスイッチ２６１，２６２の直列接続体に並列に電荷供給用のコンデンサ２６４が接続されていることで配線インダクタンスが低くなり、スイッチング速度を速くした構成であっても適正なサージ対策が可能となる。

【0161】

インバータ２６０の高電位側端子は直流電源２６５の正極端子に接続され、低電位側端子は直流電源２６５の負極端子（グランド）に接続されている。直流電源２６５は、例えば複数の単電池が直列接続された組電池により構成されている。また、インバータ２６０の高電位側端子及び低電位側端子には、直流電源２６５に並列に平滑用のコンデンサ２６６が接続されている。

【0162】

図３６は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各相電流を制御する電流フィードバック制御処理を示すブロック図である。

【0163】

図３６において、電流指令値設定部２７１は、トルク－ｄｑマップを用い、回転電機１０に対する力行トルク指令値又は発電トルク指令値や、電気角θを時間微分して得られる電気角速度ωに基づいて、ｄ軸の電流指令値とｑ軸の電流指令値とを設定する。なお、発電トルク指令値は、例えば回転電機１０が車両用動力源として用いられる場合、回生トルク指令値である。

【0164】

ｄｑ変換部２７２は、相ごとに設けられた電流センサによる電流検出値（３つの相電流）を、界磁方向（direction of an axis of a magnetic field,or field direction）をｄ軸とする直交２次元回転座標系の成分であるｄ軸電流とｑ軸電流とに変換する。

【0165】

ｄ軸電流フィードバック制御部２７３は、ｄ軸電流をｄ軸の電流指令値にフィードバック制御するための操作量としてｄ軸の指令電圧を算出する。また、ｑ軸電流フィードバック制御部２７４は、ｑ軸電流をｑ軸の電流指令値にフィードバック制御するための操作量としてｑ軸の指令電圧を算出する。これら各フィードバック制御部２７３，２７４では、ｄ軸電流及びｑ軸電流の電流指令値に対する偏差に基づき、ＰＩフィードバック手法を用いて指令電圧が算出される。

【0166】

３相変換部２７５は、ｄ軸及びｑ軸の指令電圧を、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の指令電圧に変換する。なお、上記の各部２７１～２７５が、ｄｑ変換理論による基本波電流のフィードバック制御を実施するフィードバック制御部であり、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の指令電圧がフィードバック制御値である。

【0167】

操作信号生成部２７６は、周知の三角波キャリア比較方式を用い、３相の指令電圧に基づいて、インバータ２６０の操作信号を生成する。具体的には、操作信号生成部２７６は、３相の指令電圧を電源電圧で規格化した信号と、三角波信号等のキャリア信号との大小比較に基づくＰＷＭ制御により、各相における上下アームのスイッチ操作信号（デューティ信号）を生成する。操作信号生成部２７６にて生成されたスイッチ操作信号がインバータ２６０のドライバ２６３に出力され、ドライバ２６３により各相のスイッチ２６１，２６２がオンオフされる。

【0168】

続いて、トルクフィードバック制御処理について説明する。この処理は、例えば高回転領域及び高出力領域等、インバータ２６０の出力電圧が大きくなる運転条件において、主に回転電機１０の高出力化や損失低減の目的で用いられる。制御装置２７０は、回転電機１０の運転条件に基づいて、トルクフィードバック制御処理及び電流フィードバック制御処理のいずれか一方の処理を選択して実行する。

【0169】

図３７は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に対応するトルクフィードバック制御処理を示すブロック図である。

【0170】

電圧振幅算出部２８１は、回転電機１０に対する力行トルク指令値又は発電トルク指令値と、電気角θを時間微分して得られる電気角速度ωとに基づいて、電圧ベクトルの大きさの指令値である電圧振幅指令を算出する。

【0171】

ｄｑ変換部２８２は、ｄｑ変換部２７２と同様に、相ごとに設けられた電流センサによる電流検出値をｄ軸電流とｑ軸電流とに変換する。トルク推定部２８３は、ｄ軸電流とｑ軸電流とに基づいて、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に対応するトルク推定値を算出する。なお、トルク推定部２８３は、ｄ軸電流、ｑ軸電流及び電圧振幅指令が関係付けられたマップ情報に基づいて、電圧振幅指令を算出すればよい。

【0172】

トルクフィードバック制御部２８４は、力行トルク指令値又は発電トルク指令値にトルク推定値をフィードバック制御するための操作量として、電圧ベクトルの位相の指令値である電圧位相指令を算出する。トルクフィードバック制御部２８４では、力行トルク指令値又は発電トルク指令値に対するトルク推定値の偏差に基づき、ＰＩフィードバック手法を用いて電圧位相指令が算出される。

【0173】

操作信号生成部２８５は、電圧振幅指令、電圧位相指令及び電気角θに基づいて、インバータ２６０の操作信号を生成する。具体的には、操作信号生成部２８５は、電圧振幅指令、電圧位相指令及び電気角θに基づいて３相の指令電圧を算出し、算出した３相の指令電圧を電源電圧で規格化した信号と、三角波信号等のキャリア信号との大小比較に基づくＰＷＭ制御により、各相における上下アームのスイッチ操作信号を生成する。操作信号生成部２８５にて生成されたスイッチ操作信号がインバータ２６０のドライバ２６３に出力され、ドライバ２６３により各相のスイッチ２６１，２６２がオンオフされる。

【0174】

ちなみに、操作信号生成部２８５は、電圧振幅指令、電圧位相指令、電気角θ及びスイッチ操作信号が関係付けられたマップ情報であるパルスパターン情報、電圧振幅指令、電圧位相指令並びに電気角θに基づいて、スイッチ操作信号を生成してもよい。

【0175】

（変形例）
以下に、上記第１実施形態に関する変形例を説明する。

【0176】

・磁石ユニット２２における磁石３２の構成を以下のように変更してもよい。図３８に示す磁石ユニット２２では、磁石３２において磁化容易軸の向きが径方向に対して斜めであり、その磁化容易軸の向きに沿って直線状の磁石磁路が形成されている。つまり、磁石３２は、固定子６０側（径方向内側）の磁束作用面３４ａと反固定子側（径方向外側）の磁束作用面３４ｂとの間において磁化容易軸の向きがｄ軸に対して斜めであり、周方向において固定子６０側でｄ軸に近づき、かつ反固定子側でｄ軸から離れる向きとなるように直線的な配向がなされて構成されている。本構成においても、磁石３２の磁石磁路長を径方向の厚さ寸法よりも長くすることができ、パーミアンスの向上を図ることが可能となっている。

【0177】

・磁石ユニット２２においてハルバッハ配列の磁石を用いることも可能である。

【0178】

・各部分巻線１５１において、渡り部１５３の折り曲げの方向は径方向内外のうちいずれであってもよく、コアアセンブリＣＡとの関係として、第１渡り部１５３ＡがコアアセンブリＣＡの側に折り曲げられていても、又は第１渡り部１５３ＡがコアアセンブリＣＡの逆側に折り曲げられていてもよい。また、第２渡り部１５３Ｂは、第１渡り部１５３Ａの軸方向外側でその第１渡り部１５３Ａの一部を周方向に跨ぐ状態になっているものであれば、径方向内外のいずれかに折り曲げられていてもよい。

【0179】

・部分巻線１５１として２種類の部分巻線１５１（第１部分巻線１５１Ａ、第２部分巻線１５１Ｂ）を有するものとせず、１種類の部分巻線１５１を有するものとしてもよい。具体的には、部分巻線１５１を、側面視において略Ｌ字状又は略Ｚ字状をなすように形成するとよい。部分巻線１５１を側面視で略Ｌ字状に形成する場合、軸方向一端側では、渡り部１５３が径方向内外のいずれかに折り曲げられ、軸方向他端側では、渡り部１５３が径方向に折り曲げられることなく設けられている構成とする。また、部分巻線１５１を側面視で略Ｚ字状に形成する場合、軸方向一端側及び軸方向他端側において、渡り部１５３が径方向に互いに逆向きに折り曲げられている構成とする。いずれの場合であっても、上述のように渡り部１５３を覆う絶縁カバーによりコイルモジュール１５０がコアアセンブリＣＡに対して固定される構成であるとよい。

【0180】

・上述した構成では、固定子巻線６１において、相巻線ごとに全ての部分巻線１５１が並列接続される構成を説明したが、これを変更してもよい。例えば、相巻線ごとの全ての部分巻線１５１を複数の並列接続群に分け、その複数の並列接続群を直列接続する構成でもよい。つまり、各相巻線における全ｎ個の部分巻線１５１を、ｎ／２個ずつの２組の並列接続群や、ｎ／３個ずつの３組の並列接続群などに分け、それらを直列接続する構成としてもよい。又は、固定子巻線６１において相巻線ごとに複数の部分巻線１５１が全て直列接続される構成としてもよい。

【0181】

・回転電機１０における固定子巻線６１は２相の相巻線（Ｕ相巻線及びＶ相巻線）を有する構成であってもよい。この場合、例えば部分巻線１５１では、一対の中間導線部１５２が１コイルピッチ分を離して設けられ、一対の中間導線部１５２の間に、他１相の部分巻線１５１における中間導線部１５２が１つ配置される構成となっていればよい。

【0182】

・回転電機１０を、アウタロータ式の表面磁石型回転電機に代えて、インナロータ式の表面磁石型回転電機として具体化することも可能である。図３９（ａ），（ｂ）は、インナロータ構造とした場合の固定子ユニット３００の構成を示す図である。このうち図３９（ａ）はコイルモジュール３１０Ａ，３１０ＢをコアアセンブリＣＡに組み付けた状態を示す斜視図であり、図３９（ｂ）は、各コイルモジュール３１０Ａ，３１０Ｂに含まれる部分巻線３１１Ａ，３１１Ｂを示す斜視図である。本例では、固定子コア６２の径方向外側に固定子ホルダ７０が組み付けられることでコアアセンブリＣＡが構成されている。また、固定子コア６２の径方向内側に、複数のコイルモジュール３１０Ａ，３１０Ｂが組み付けられる構成となっている。

【0183】

部分巻線３１１Ａは、概ね既述の第１部分巻線１５１Ａと同様の構成を有しており、一対の中間導線部３１２と、軸方向両側においてコアアセンブリＣＡの側（径方向外側）に折り曲げ形成された渡り部３１３Ａとを有している。また、部分巻線３１１Ｂは、概ね既述の第２部分巻線１５１Ｂと同様の構成を有しており、一対の中間導線部３１２と、軸方向両側において渡り部３１３Ａを軸方向外側で周方向に跨ぐように設けられた渡り部３１３Ｂとを有している。部分巻線３１１Ａの渡り部３１３Ａには絶縁カバー３１５が装着され、部分巻線３１１Ｂの渡り部３１３Ｂには絶縁カバー３１６が装着されている。

【0184】

絶縁カバー３１５には、周方向両側の側面部に、軸方向に延びる半円状の凹部３１７が設けられている。また、絶縁カバー３１６には、渡り部３１３Ｂよりも径方向外側に突出する突出部３１８が設けられ、その突出部３１８の先端部に、軸方向に延びる貫通孔３１９が設けられている。

【0185】

図４０は、コアアセンブリＣＡに対してコイルモジュール３１０Ａ，３１０Ｂを組み付けた状態を示す平面図である。なお、図４０において、固定子ホルダ７０の軸方向端面には周方向に等間隔で複数の凹部１０５が形成されている。また、固定子ホルダ７０は、液状冷媒又は空気による冷却構造を有しており、例えば空冷構造として、外周面に複数の放熱フィンが形成されているとよい。

【0186】

図４０では、絶縁カバー３１５，３１６が軸方向に重なる状態で配置されている。また、絶縁カバー３１５の側面部に設けられた凹部３１７と、絶縁カバー３１６の突出部３１８において絶縁カバー３１６の周方向一端から他端までの間の中央となる位置に設けられた貫通孔３１９とが軸方向に連なっており、それら各部で、固定ピン３２１による固定がなされている。

【0187】

また、図４０では、固定ピン３２１による各絶縁カバー３１５，３１６の固定位置が、固定子コア６２よりも径方向外側の固定子ホルダ７０の軸方向端面となっており、その固定子ホルダ７０に対して固定ピン３２１による固定が行われる構成となっている。この場合、固定子ホルダ７０には冷却構造が設けられているため、部分巻線３１１Ａ，３１１Ｂで生じた熱が固定子ホルダ７０に伝わり易くなっている。これにより、固定子巻線６１の冷却性能を向上させることができる。

【0188】

・回転電機１０に用いられる固定子６０は、バックヨークから延びる突起部（例えばティース）を有するものであってもよい。この場合にも、固定子コアに対するコイルモジュール１５０等の組み付けがバックヨークに対して行われるものであればよい。

【0189】

・回転電機としては、星形結線のものに限らず、Δ結線のものであってもよい。

【0190】

・回転電機１０として、界磁子を回転子、電機子を固定子とする回転界磁形の回転電機に代えて、電機子を回転子、界磁子を固定子とする回転電機子形の回転電機を採用することも可能である。

【0191】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態における回転電機４００について説明する。本実施形態の回転電機４００は、車両のインホイールモータとして用いられる。回転電機４００の概要を図４１～図４６に示す。図４１は、回転電機４００の全体を示す斜視図であり、図４２は、回転電機４００の平面図であり、図４３は、回転電機４００の縦断面図（図４２の４３－４３線断面図）であり、図４４は、回転電機４００の横断面図（図４３の４４－４４線断面図）であり、図４５は、回転電機４００の横断面図（図４３の４５－４５線断面図）であり、図４６は、回転電機４００の構成要素を分解して示す分解断面図である。

【0192】

回転電機４００は、アウタロータ式の表面磁石型回転電機である。回転電機４００は、大別して、回転子４１０と、固定子４３０を含んでなる固定子ユニット４２０とを有する回転電機本体を備えており、その回転電機本体に対して、不図示の車体に固定されるスピンドル４０１と、不図示の車輪のホイールに固定されるハブ４０２とが一体化された構成となっている。スピンドル４０１及びハブ４０２は、高強度であることが要求され、例えば鉄鋼材料よりなる。

【0193】

スピンドル４０１は、軸方向に直交する向きに延びる鍔部４０３と、円柱状をなし鍔部４０３よりも回転電機中心側に延び、固定子ユニット４２０の中空部に挿通される固定軸部４０４とを有している。固定軸部４０４は、図示のように大径部と小径部とを有しているとよい。ハブ４０２は、固定軸部４０４を挿通させる挿通孔４０６を有している。そして、ハブ４０２の挿通孔４０６に固定軸部４０４が挿通された状態で、ハブ４０２が一対の軸受４０７，４０８により回転可能に支持されている。ハブ４０２は、軸方向の２位置で軸受４０７，４０８により回転可能に支持されている。軸受４０７，４０８は、例えばラジアル玉軸受であり、それぞれ外輪と内輪とそれら外輪及び内輪の間に配置された複数の玉とを有している。なお、軸受４０７，４０８は、転動体として玉に代えてころを用いたころ軸受（針状ころ軸受、円錐ころ軸受）であってもよい。

【0194】

回転電機４００では、回転中心となる軸線の延びる向き（図４３の左右方向）が軸方向であり、その軸方向が水平方向又は略水平方向となる向きで回転電機４００が車両に取り付けられるものとなっている。なお、車輪がキャンバー角を有している場合には、キャンバー角分の傾きを付与した状態で、回転電機４００の軸方向が略水平方向になっているとよい。

【0195】

回転電機４００では、回転子４１０及び固定子４３０が、エアギャップを挟んで径方向に対向配置されている。また、スピンドル４０１に対して固定子ユニット４２０が固定され、ハブ４０２に対して回転子４１０が固定されている。そのため、スピンドル４０１及び固定子ユニット４２０に対して、ハブ４０２及び回転子４１０が回転可能となっている。

【0196】

図４６に示すように、回転子４１０は、略円筒状の回転子キャリア４１１と、その回転子キャリア４１１に固定された環状の磁石ユニット４１２とを有している。回転子キャリア４１１は、円筒状をなす筒状部４１３と、その筒状部４１３の軸方向一端側に設けられた端板部４１４とを有しており、筒状部４１３の径方向内側に環状に磁石ユニット４１２が固定されている。回転子キャリア４１１の軸方向他端側は開放されている。回転子キャリア４１１は、磁石保持部材として機能する。端板部４１４の中央部には貫通孔４１４ａが形成されており、その貫通孔４１４ａに挿通された状態で、ハブ４０２がボルト等の固定具により端板部４１４に固定されている（図４３参照）。

【0197】

磁石ユニット４１２は、回転子４１０の周方向に沿って極性が交互に変わるように配置された複数の永久磁石により構成されている。磁石ユニット４１２が「磁石部」に相当する。これにより、磁石ユニット４１２は、周方向に複数の磁極を有する。磁石ユニット４１２は、例えば第１実施形態の図６，図７において磁石ユニット２２として説明した構成を有しており、永久磁石として、固有保磁力が４００［ｋＡ／ｍ］以上であり、かつ残留磁束密度Ｂｒが１．０［Ｔ］以上である焼結ネオジム磁石を用いて構成されている。

【0198】

磁石ユニット４１２は、図７の磁石ユニット２２と同様に、それぞれ極異方性の複数の永久磁石を有しており、それら各磁石は、ｄ軸側（ｄ軸寄りの部分）とｑ軸側（ｑ軸寄りの部分）とで磁化容易軸の向きが相違し、ｄ軸側では磁化容易軸の向きがｄ軸に平行する向きとなり、ｑ軸側では磁化容易軸の向きがｑ軸に直交する向きとなっている。この場合、磁化容易軸の向きに沿って円弧状の磁石磁路が形成されている。要するに、各磁石は、磁極中心であるｄ軸の側において、磁極境界であるｑ軸の側に比べて磁化容易軸の向きがｄ軸に平行となるように配向がなされて構成されている。

【0199】

なお、磁石ユニット４１２の各磁石は、周方向において接着等により互いに固定されるとともに、外周部においてヤーン等の固定部材が取り付けられて一体化されているとよい。また、各磁石の軸方向端部に、円環状の端板部材が取り付けられているとよい。

【0200】

磁石ユニット４１２において各磁石４１５の磁石磁路の向き（磁力線の向き）を図５９に示す。なお、図５９では、磁石ユニット４１２において周方向に並ぶ各磁石４１５を平面展開して示している。図５９（ａ）に示すように、磁石４１５では、磁極中心であるｄ軸の側において、磁極境界であるｑ軸の側に比べて磁化容易軸の向きがｄ軸に平行となるように配向がなされており、磁石４１５内を通る擬似円弧状の磁石磁路が形成されている。又は、図５９（ｂ）に示すように、各磁石４１５は、いわゆるハルバッハ配列されたものであってもよい。この場合、ｄ軸に配置された磁石４１５は、磁化容易軸の向きが径方向（ｄ軸に平行）となり、ｑ軸に配置された磁石４１５は、磁化容易軸の向きが周方向（ｑ軸に直交）となっている。

【0201】

また、図５９（ｃ）に示すように、各磁石４１５は、互いに対向しかつ磁束の流入流出面となる一対の作用面４１５ａ，４１５ｂに対して磁石容易軸の向きが傾いており、かつその傾斜の向きが、固定子巻線の側（図の下側）でｄ軸に近づくようにｄ軸に対して傾斜する向きとなっていてもよい。この場合、磁石４１５は、一対の作用面４１５ａ，４１５ｂの間における磁石厚さ寸法よりも長い長さの磁石磁路を有し、かつ磁化容易軸が磁石磁路に沿う向きとなるように配向がなされている。換言すると。磁石４１５は、２つの磁石表面の周方向を象る線から見て、法線方向よりも磁化容易軸がd軸側に偏る構成となっている。

【0202】

次に、固定子ユニット４２０の構成を説明する。図４７は、固定子ユニット４２０の分解斜視図である。固定子ユニット４２０は、円環筒状の固定子４３０と、その固定子４３０を保持する固定子ホルダ４６０と、軸方向一端側に取り付けられる配線モジュール４８０と、固定子４３０の軸方向他端側に取り付けられるコイルエンドカバー４９０と、を有している。

【0203】

ここではまず、固定子４３０について説明する。図４８，図４９は、固定子４３０の分解斜視図であり、図５０は、固定子ユニット４２０の分解断面図である。なお、図４８，図４９はそれぞれ、軸方向に異なる向きから見た固定子４３０の分解斜視図である。

【0204】

固定子４３０は、固定子巻線４３１と固定子コア４３２とを有している。固定子４３０において、固定子巻線４３１は３相の相巻線を有し、各相の相巻線はそれぞれ複数の部分巻線４４１により構成されている。部分巻線４４１は、回転電機４００の極数に応じて設けられており、相ごとに複数の部分巻線４４１が並列又は直列に接続されている。本実施形態では、磁極数を２４としているが、その数は任意である。

【0205】

図５０に示すように、固定子４３０は、軸方向において、固定子コア４３２に径方向に対向するコイルサイドＣＳに相当する部分と、そのコイルサイドＣＳの軸方向外側であるコイルエンドＣＥに相当する部分とを有している。コイルサイドＣＳは、回転子４１０の磁石ユニット４１２に径方向に対向する部分でもある。部分巻線４４１は固定子コア４３２の径方向外側に組み付けられている。この場合、部分巻線４４１は、その軸方向両端部分が固定子コア４３２よりも軸方向外側（すなわちコイルエンドＣＥ側）に突出した状態で組み付けられている。

【0206】

部分巻線４４１はそれぞれ、軸方向両端のうち一方が径方向に屈曲され、他方が径方向に屈曲されずに設けられている。そして、全ての部分巻線４４１のうち半数の部分巻線４４１は、軸方向一端側（図４８の下側）が屈曲側となり、その屈曲側で径方向内側に屈曲されている。また、残りの半数の部分巻線４４１は、軸方向他端側（図４８の上側）が屈曲側となり、その屈曲側で径方向外側に屈曲されている。なお以下の記載では、部分巻線４４１のうち径方向内側への屈曲部を有する部分巻線４４１を「部分巻線４４１Ａ」、径方向外側への屈曲部を有する部分巻線４４１を「部分巻線４４１Ｂ」とも称する。

【0207】

部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂの構成を詳しく説明する。図５１（ａ），（ｂ）は、部分巻線４４１Ａの構成を示す斜視図であり、図５２は、部分巻線４４１Ａにおいて渡り部４４３，４４４に取り付けられた絶縁カバー４５１，４５２を分解して示す分解斜視図である。また、図５３（ａ），（ｂ）は、部分巻線４４１Ｂの構成を示す斜視図であり、図５４は、部分巻線４４１Ｂにおいて渡り部４４３，４４４に取り付けられた絶縁カバー４５３，４５４を分解して示す分解斜視図である。なお、図５１（ａ），（ｂ）は、部分巻線４４１Ａを径方向内側及び外側からそれぞれ見た斜視図であり、図５３（ａ），（ｂ）も同様に、部分巻線４４１Ｂを径方向内側及び外側からそれぞれ見た斜視図である。

【0208】

部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂはいずれも、導線材を多重に巻回することで構成されており、互いに平行でかつ直線状に設けられる一対の中間導線部４４２と、一対の中間導線部４４２を軸方向両端でそれぞれ接続する一対の渡り部４４３，４４４とを有している。そして、これら一対の中間導線部４４２と一対の渡り部４４３，４４４とにより環状に形成されている。一対の中間導線部４４２は、所定のコイルピッチ分を離して設けられており、周方向において一対の中間導線部４４２の間に、他相の部分巻線４４１の中間導線部４４２が配置可能となっている。本実施形態では、一対の中間導線部４４２は２コイルピッチ分を離して設けられ、一対の中間導線部４４２の間に、他２相の部分巻線４４１における中間導線部４４２が１つずつ配置される構成となっている。

【0209】

部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂにおいて各中間導線部４４２には、シート状の絶縁被覆体４４５が被せられた状態で設けられている。絶縁被覆体４４５の構成は、上述した第１実施形態における部分巻線１５１の絶縁被覆体１５７と同様である。すなわち、絶縁被覆体４４５は、軸方向寸法として少なくとも中間導線部４４２における軸方向の絶縁被覆範囲の長さを有するフィルム材を用い、そのフィルム材を中間導線部４４２の周囲に巻装することで設けられている。また、絶縁被覆体４４５は、中間導線部４４２の周囲に、フィルム材の周方向の端部をオーバーラップさせた状態で設けられている。

【0210】

軸方向両側の各渡り部４４３，４４４は、いずれもコイルエンドＣＥ（図５０参照）に相当する部分として設けられ、各渡り部４４３，４４４のうち、一方の渡り部４４３は径方向に屈曲形成され、他方の渡り部４４４は径方向に屈曲されることなく形成されている。これにより、部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂは、側方から見て略Ｌ形状となっている。

【0211】

なお、部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂでは、渡り部４４３の径方向の屈曲方向が異なり、部分巻線４４１Ａでは渡り部４４３が径方向内側に屈曲され、部分巻線４４１Ｂでは渡り部４４３が径方向外側に屈曲されている。この場合、各部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂを周方向に並べて配置することを想定すると、部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂにおける渡り部４４３の平面視の形状（径方向の平面形状）が互いに異なっているとよく、部分巻線４４１Ａの渡り部４４３では先端側ほど周方向の幅が細くなり、部分巻線４４１Ｂの渡り部４４３では先端側ほど周方向の幅が広くなっているとよい。

【0212】

各部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂにおいて、中間導線部４４２は、コイルサイドＣＳにおいて周方向に１つずつ並ぶコイルサイド導線部として設けられている。また、各渡り部４４３，４４４は、コイルエンドＣＥにおいて、周方向に異なる２位置の同相の中間導線部４４２どうしを接続するコイルエンド導線部として設けられている。

【0213】

部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂでは、上述した部分巻線１５１と同様に、導線集合部分の横断面が四角形になるように導線材が多重に巻回されて形成されている。中間導線部４４２で言えば、導線材が周方向に複数列で並べられ、かつ径方向に複数列で並べられることで、横断面が略矩形状となるように形成されている（図２０参照）。

【0214】

部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂでは、導線材が多重に巻回されていることから電流流通経路の細線化が図られている。このため、高調波磁界を含む磁石磁界が導線（中間導線部４４２）と鎖交する場合に、その渦電流に対する導線の過電流抑制効果を大きくすることができ、渦電流損失を低減することができる。また、導線材は、複数の素線が撚りあった集合体により構成されているとよい。これにより、各素線において磁界の印加方向が互いに逆になる部位が生じ、鎖交磁界に起因した逆起電圧が相殺される。その結果、導線を流れる渦電流の低減効果が高められる。

【0215】

ここで、各素線は、少なくともカーボンナノチューブ繊維で構成されているとよい。カーボンナノチューブの電気抵抗は、銅線の１／５程度以下となることが期待できる。また、各素線は、カーボンナノチューブ繊維の炭素のうち少なくとも一部をホウ素で置換したホウ素含有微細繊維を含む繊維で構成されているとよい。この場合、渦電流抑制効果をいっそう増大でき、渦電流損失をいっそう低減することができる。

【0216】

次に、各部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂに取り付けられた絶縁カバー４５１～４５４について説明する。絶縁カバー４５１～４５４は、各渡り部４４３，４４４において部分巻線４４１どうしの絶縁を図るべく設けられた絶縁部材である。絶縁カバー４５１～４５４は合成樹脂等の絶縁材料により成形されている。

【0217】

図５１（ａ），（ｂ）及び図５２に示すように、部分巻線４４１Ａにおいて、軸方向一端側の渡り部４４３には絶縁カバー４５１が取り付けられ、軸方向他端側の渡り部４４４には絶縁カバー４５２が取り付けられている。絶縁カバー４５１には、例えば金属板からなるブラケット４５５が埋設されている。ブラケット４５５は、渡り部４４３の先端部から径方向外側に突出する突出部４５５ａを有し、その突出部４５５ａには軸方向（図の上下方向）貫通する貫通孔４５５ｂが設けられている。また、絶縁カバー４５２には、例えば金属板からなるブラケット４５６が埋設されている。ブラケット４５６は、渡り部４４４の先端部から径方向外側に突出する突出部４５６ａを有し、その突出部４５６ａには軸方向（図の上下方向）貫通する貫通孔４５６ｂが設けられている。

【0218】

絶縁カバー４５１，４５２はそれぞれ、渡り部４４３，４４４の先端部における湾曲部分の内側に係合する係合部４５１ａ，４５２ａを有している。これら係合部４５１ａ，４５２ａには、ブラケット４５５，４５６の一部が下地材として一体化されているとよい。なお、ブラケット４５５，４５６は、絶縁カバー４５１，４５２に埋設される以外に、絶縁カバー４５１，４５２の外表面に接着等により固定されていてもよい。

【0219】

また、図５３（ａ），（ｂ）及び図５４に示すように、部分巻線４４１Ｂにおいて、軸方向一端側の渡り部４４３には絶縁カバー４５３が取り付けられ、軸方向他端側の渡り部４４４には絶縁カバー４５４が取り付けられている。絶縁カバー４５３には、例えば金属板からなるブラケット４５７が埋設されている。ブラケット４５７は、渡り部４４３の先端部から径方向内側に突出する突出部４５７ａを有し、その突出部４５７ａには軸方向（図の上下方向）貫通する貫通孔４５７ｂが設けられている。また、絶縁カバー４５４には、例えば金属板からなるブラケット４５８が埋設されている。ブラケット４５８は、渡り部４４４の先端部から径方向内側に突出する突出部４５８ａを有し、その突出部４５８ａには軸方向（図の上下方向）貫通する貫通孔４５８ｂが設けられている。

【0220】

絶縁カバー４５３，４５４はそれぞれ、渡り部４４３，４４４の先端部における湾曲部分の内側に係合する係合部４５３ａ，４５４ａを有している。これら係合部４５３ａ，４５４ａには、ブラケット４５７，４５８の一部が下地材として一体化されているとよい。なお、ブラケット４５７，４５８は、絶縁カバー４５３，４５４に埋設される以外に、絶縁カバー４５３，４５４の外表面に接着等により固定されていてもよい。

【0221】

図５５は、各部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂを周方向に並べて配置した状態を示す平面図である。なお、図５５は、図４８に示す固定子巻線４３１を軸方向一方（図の上方）から見た平面図である。

【0222】

図５５では、部分巻線４４１Ａの渡り部４４３が径方向内側に向けて延びるとともに、部分巻線４４１Ｂの渡り部４４３が径方向外側に向けて延びる構成となっている。そして、各部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂの中間導線部４４２よりも径方向内側では、固定子巻線４３１の軸方向一端側（図５５の紙面奥側）において、部分巻線４４１Ａの絶縁カバー４５１に設けられたブラケット４５５の突出部４５５ａと、部分巻線４４１Ｂの絶縁カバー４５４に設けられたブラケット４５８の突出部４５８ａとが軸方向に重なり、かつ各突出部４５５ａ，４５８ａの貫通孔４５５ｂ，４５８ｂの平面視の位置が一致するものとなっている。

【0223】

また、各部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂの中間導線部４４２よりも径方向外側では、固定子巻線４３１の軸方向他端側（図５５の紙面手前側）において、部分巻線４４１Ａの絶縁カバー４５２に設けられたブラケット４５６の突出部４５６ａと、部分巻線４４１Ｂの絶縁カバー４５３に設けられたブラケット４５７の突出部４５７ａとが、周方向に交互にかつ等間隔で並ぶものとなっている。この場合、各突出部４５６ａ，４５７ａの貫通孔４５６ｂ，４５７ｂが、固定子４３０の平面中心からの径方向距離が同一で、かつ周方向に等間隔で配置されるものとなっている。

【0224】

図４８及び図４９に示すように、固定子巻線４３１は、部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂにより環状に形成され、その径方向内側に固定子コア４３２が組み付けられる。固定子コア４３２は、磁性体である電磁鋼板からなるコアシートが軸方向に積層されたコアシート積層体として構成されており、径方向に所定の厚さを有する円筒状をなしている。固定子コア４３２の内周面及び外周面は凹凸のない曲面状をなしている。固定子コア４３２はバックヨークとして機能する。固定子コア４３２は、例えば円環板状に打ち抜き形成された複数枚のコアシートが軸方向に積層されて構成されている。

【0225】

固定子コア４３２として、ヘリカルコア構造を有するものを用いてもよい。ヘリカルコア構造の固定子コア４３２では、所定幅の帯状のコアシートが用いられ、このコアシートが環状に巻回形成されるとともに軸方向に積層されることで、全体として円筒状の固定子コア４３２が構成されている。

【0226】

なお、固定子コア４３２に対する固定子巻線４３１の組み付けは、固定子コア４３２に対して部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂを個別に組み付けることでなされてもよいし、部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂにより環状の固定子巻線４３１を形成した後に、その固定子巻線４３１を固定子コア４３２に組み付けることでなされてもよい。

【0227】

図４９に示すように、固定子コア４３２の軸方向一端側の端面には、周方向に所定間隔で複数の凹部４３３が形成されている。固定子巻線４３１と固定子コア４３２とが一体化された状態では、各部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂの中間導線部４４２よりも径方向内側において、絶縁カバー４５１，４５４におけるブラケット４５５，４５８の貫通孔４５５ｂ，４５８ｂと、固定子コア４３２の軸方向端面の凹部４３３とで位置合わせが行われている。そして、これら貫通孔４５５ｂ，４５８ｂ及び凹部４３３に対して、例えば金属製の固定ピンからなる結合部材が組み付けられることにより、固定子コア４３２に対して各部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂが固定されるようになっている。

【0228】

ここで、部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂにおいて、一対の中間導線部４４２は全節巻間隔で離して設けられており、一対の中間導線部４４２の間に、他２相の部分巻線における中間導線部４４２が１つずつ配置され、かつ周方向に渡り部４４３，４４４が重複する部分巻線どうしで、一方の部分巻線の渡り部４４３が径方向に屈曲されることで互いの干渉が回避されている（図４８，図４９参照）。そして、径方向に屈曲された渡り部４４３において径方向に延びる湾曲部分の内側において、ブラケット４５５，４５７の突出部４５５ａ，４５７ａにより各部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂが固定されるものとなっている（図５５参照）。なお、ブラケット４５５，４５７の突出部４５５ａ，４５７ａが「固定部」に相当する。

【0229】

固定子巻線４３１の軸方向一端側では、部分巻線４４１Ａが、中間導線部４４２の径方向内側において、ブラケット４５５の突出部４５５ａにより固定子コア４３２に固定されるようになっている。また、固定子巻線４３１の軸方向他端側では、部分巻線４４１Ｂが、中間導線部４４２の径方向外側において、ブラケット４５７の突出部４５７ａにより後述するコイルエンドカバー４９０に固定されるようになっている（図４７参照）。なお、コイルエンドカバー４９０は、固定子ホルダ４６０を介して固定子コア４３２に対して固定されるものであり、固定子コア４３２に一体化された一体物に相当する。

【0230】

次に、固定子ホルダ４６０の構成を説明する。ここでは、図５０と図５６とを用いて固定子ホルダ４６０の構成を説明する。図５６は、固定子ホルダ４６０の横断面図（図４５と同じ位置での横断面図）である。

【0231】

図５０，図５６に示すように、固定子ホルダ４６０は、それぞれ円筒状をなす外筒部材４６１と内筒部材４６２とを有し、外筒部材４６１を径方向外側、内筒部材４６２を径方向内側にしてそれらが一体に組み付けられることにより構成されている。これら各部材４６１，４６２は、例えばアルミニウムや鋳鉄等の金属、又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）により構成されている。

【0232】

外筒部材４６１の筒部の内径寸法は、内筒部材４６２の筒部の外径寸法よりも大きい。そのため、外筒部材４６１の径方向内側に内筒部材４６２が組み付けられた状態では、これら各部材４６１，４６２の間に環状の隙間が形成され、その隙間空間が、冷却水等の冷媒を流通させる冷媒通路４６３となっている。冷媒通路４６３は、固定子ホルダ４６０の周方向に環状に設けられている。内筒部材４６２には、冷媒の入口となる入口側通路４６４と、冷媒の出口となる出口側通路４６５とが形成されており、冷媒通路４６３において入口側通路４６４と出口側通路４６５との間には仕切り部４６６が設けられている。入口側通路４６４及び出口側通路４６５は、それぞれ仕切り部４６６を挟んで両側で冷媒通路４６３に連通され、かつ軸方向に延びるように設けられている。入口側通路４６４から流入する冷媒は、冷媒通路４６３を周方向に流れ、その後、出口側通路４６５から流出する。

【0233】

入口側通路４６４及び出口側通路４６５の一端は、それぞれ内筒部材４６２の軸方向端面に開口している。軸方向端面において、入口側通路４６４の開口部には入口配管ポート４６７が設けられ、出口側通路４６５の開口部には出口配管ポート４６８が設けられている（図４２参照）。

【0234】

不図示とするが、入口配管ポート４６７と出口配管ポート４６８とには、冷媒を循環させる循環経路が接続されるようになっている。循環経路には、例えば電動式のポンプと、ラジエータ等の放熱装置とが設けられ、ポンプの駆動に伴い循環経路と回転電機４００の冷媒通路４６３とを通じて冷媒が循環する。

【0235】

固定子ホルダ４６０の径方向外側、詳しくは外筒部材４６１の径方向外側には、固定子コア４３２が組み付けられる。固定子ホルダ４６０（外筒部材４６１）に対する固定子コア４３２の組み付けは、例えば接着により行われる。また、焼きばめ又は圧入により、固定子ホルダ４６０に対して所定の締め代で固定子コア４３２が嵌合固定される構成であってもよい。

【0236】

内筒部材４６２は、円筒状をなし、かつ軸方向一端側に端板部４７１を有している。端板部４７１の中央には、軸方向に貫通する貫通孔４７２が設けられ、その貫通孔４７２の内周面にはスプラインが形成されている。内筒部材４６２の貫通孔４７２には、スピンドル４０１の固定軸部４０４が挿通可能となっており、貫通孔４７２にスピンドル４０１の固定軸部４０４が挿通された状態では、貫通孔４７２側のスプラインが固定軸部４０４側のスプラインと噛み合う構成となっている。

【0237】

また、内筒部材４６２の内周側には、周方向に所定間隔で複数の突出部４７３が設けられている。これら各突出部４７３は、内筒部材４６２の中空部において径方向内側に突出するように設けられており、軸方向においては端板部４７１から軸方向中間位置までの範囲で設けられている（図５０参照）。突出部４７３は、内筒部材４６２の補強材として機能する。

【0238】

内筒部材４６２の端板部４７１には、貫通孔４７２の径方向外側となる位置に、軸方向に貫通する開口部４７４が設けられている。この開口部４７４は、後述する各相の電力線４８５を軸方向に挿通させる挿通孔部である。内筒部材４６２において開口部４７４の軸方向外側には端子台４７５が設けられており（図４１参照）、その端子台４７５には、外部配線を接続可能とする外部端子５０１が取り付けられるようになっている。

【0239】

また、内筒部材４６２の端板部４７１には、貫通孔４７２の径方向外側であり、かつ周方向において開口部４７４との間に少なくとも１つの突出部４７３を介在させた位置に、軸方向に貫通する挿通孔４７６が設けられている。この挿通孔４７６は、後述するレゾルバ信号線５２２を軸方向に挿通させる孔部である。

【0240】

次に、配線モジュール４８０について説明する。配線モジュール４８０は、固定子巻線４３１において各部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂに電気的に接続される巻線接続部材であり、この配線モジュール４８０により、各相の部分巻線４４１が相ごとに並列又は直列に接続され、かつ各相の相巻線が中性点接続される。図４３に示すように、配線モジュール４８０は、固定子４３０の軸方向両端のうち一端側、具体的には回転子キャリア４１１の端板部４１４の側に設けられている。

【0241】

より詳しくは、固定子巻線４３１は、軸方向一端側が径方向内側に屈曲された部分巻線４４１Ａ（第１部分巻線）と、軸方向他端側が径方向外側に屈曲された部分巻線４４１Ｂ（第２部分巻線）とを有しており、部分巻線４４１Ａの屈曲側と部分巻線４４１Ｂの非屈曲側とを回転子キャリア４１１の端板部４１４側にして、それら各部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂが周方向に一部重複しつつ並べて配置されている。そして、固定子巻線４３１の軸方向両端のうち回転子キャリア４１１の端板部４１４側に、配線モジュール４８０が設けられている。

【0242】

図４７に示すように、配線モジュール４８０は、円環状をなす環状部４８１と、その環状部４８１に沿って周方向に並べて設けられた複数の接続端子４８２とを有している。環状部４８１は、例えば樹脂等の絶縁部材により円環状に形成されている。環状部４８１には、相ごとの配線と中性点用の配線（いずれも図示略）が埋設されており、それら各配線に、接続端子４８２が電気接続されている。接続端子４８２は、部分巻線４４１ごとに設けられ、かつそれぞれ軸方向に延びる向きで固定されている。

【0243】

また、配線モジュール４８０において、環状部４８１に埋設された各相の配線には、相ごとにバスバー４８３が接続されている。各バスバー４８３は、それぞれＵ相電力用、Ｖ相電力用及びＷ相電力用の電力配線の一部であり、径方向内側に突出する向きで設けられている。

【0244】

固定子巻線４３１では、図４７の下側の端部において、径方向に屈曲されていない渡り部４４４が環状に並んで配置されており、その渡り部４４４の径方向内側に配線モジュール４８０が設けられるようになっている。つまり、配線モジュール４８０の環状部４８１は、周方向に並ぶ渡り部４４４により形成される円環部よりも小径に形成されている。環状部４８１には、配線モジュール４８０を固定子ホルダ４６０に取り付けるための取付部材４８４が設けられている。取付部材４８４は、例えば金属板により構成され、周方向に所定間隔で複数の取付部を有している。

【0245】

配線モジュール４８０の各バスバー４８３には、固定子巻線４３１に対して相ごとに電力を供給する電力線４８５が接続される。電力線４８５は、周方向に並び、かつ軸方向に延びるようにして配置されている。電力線４８５は、導線自体が金属バスバー等の剛体であるか、又は導線が合成樹脂等の剛体であるチューブに挿通されたものであるとよい。これにより、回転電機４００にて振動が生じても、その振動の影響を受けにくくすることができる。なお、電力線４８５をフレキシブルハーネスにより構成することも可能である。この場合、回転電機４００での振動を吸収することで断線を抑制することができる。

【0246】

さらに、電力線４８５は、外周にシールド層を有するものであるとよい。これにより、外部への磁場発生を抑制することができる。また、電力線４８５の外層被膜がフッ素被膜であるとよい。この場合、電力線４８５の温度が上昇することを想定し、耐熱性を向上させることができる。

【0247】

次に、コイルエンドカバー４９０について説明する。

【0248】

図４７に示すように、コイルエンドカバー４９０は、円環状をなし、固定子４３０の軸方向一端側のコイルエンド部、すなわち固定子４３０の軸方向両端のコイルエンド部のうち渡り部４４３が径方向外側に屈曲された側のコイルエンド部に設けられている。このコイルエンドカバー４９０により、固定子巻線４３１のコイルエンド部が軸方向に覆われるとともに、軸方向一端側での各部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂの位置決めが行われるものとなっている。

【0249】

コイルエンドカバー４９０には、周方向に等間隔で複数の貫通孔４９１が設けられており、その複数の貫通孔４９１が、１つ置きに、部分巻線４４１Ａの絶縁カバー４５２におけるブラケット４５６の貫通孔４５６ｂと、部分巻線４４１Ｂの絶縁カバー４５３におけるブラケット４５７の貫通孔４５７ｂとにそれぞれ対応するものとなっている。この場合、固定子４３０の軸方向一端側にコイルエンドカバー４９０が装着された状態で、絶縁カバー４５２，４５３側の貫通孔４５６ｂ，４５７ｂに対して、コイルエンドカバー４９０側の各貫通孔４９１の位置合わせが行われ、さらに各貫通孔４９１に例えば金属製の固定ピンからなる結合部材が組み付けられることにより、固定子４３０に対してコイルエンドカバー４９０が固定される。かかる状態において、コイルエンドカバー４９０により、各部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂの軸方向一端側が各々固定されるようになっている。

【0250】

また、コイルエンドカバー４９０には、固定子ホルダ４６０に対してコイルエンドカバー４９０を取り付けるための複数の取付孔４９２が設けられている。固定子巻線４３１に対するコイルエンドカバー４９０の取り付け状態を想定すると、周方向に並ぶ複数の貫通孔４９１は、固定子巻線４３１において径方向に屈曲されず軸方向に延びる渡り部４４４（換言すると、中間導線部４４２の位置）よりも径方向外側に配置され、同じく周方向に並ぶ複数の取付孔４９２は、固定子巻線４３１の渡り部４４４よりも径方向内側に配置されるようになっている。

【0251】

固定子ユニット４２０では、複数の部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂからなる固定子巻線４３１と固定子コア４３２とが一体化される。このとき、軸方向一端側（図４７の下端側）において、絶縁カバー４５１，４５４のブラケット４５５，４５８を用いて、固定子コア４３２に対して各部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂが固定される。また、固定子巻線４３１及び固定子コア４３２からなる固定子４３０に対して、軸方向一方の側から固定子ホルダ４６０が組み付けられるとともに、固定子ホルダ４６０に対してコイルエンドカバー４９０が取り付けられる。このとき、コイルエンドカバー４９０の取付孔４９２に対して固定ピンやビス等の固定具が挿し入れられ、固定子ホルダ４６０に対してコイルエンドカバー４９０が固定される。また、コイルエンドカバー４９０の貫通孔４９１に対して固定ピンやビス等の固定具が挿し入れられ、固定子巻線４３１（各部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂ）に対してコイルエンドカバー４９０が固定される。

【0252】

また、軸方向においてコイルエンドカバー４９０の反対側では、固定子ホルダ４６０に対して、取付部材４８４により配線モジュール４８０が取り付けられる。この状態において、固定子ホルダ４６０（内筒部材４６２）の中空部では、各相の電力線４８５が、固定子ユニット４２０の軸方向一端側から他端側に延びるように設けられる。そして、それら各電力線４８５が、内筒部材４６２の端板部４７１に設けられた外部端子５０１に接続される。

【0253】

各電力線４８５は、内筒部材４６２（固定子ホルダ４６０）に対してクランプされているとよい。具体的には、図５０に示すように、内筒部材４６２の開口部４７４内に、防振ゴムからなるクランプ材４９５を設け、開口部４７４を貫通して設けられる電力線４８５をクランプ材４９５によりクランプさせる構成とする。この場合、各電力線４８５が内筒部材４６２にクランプされることにより、各電力線４８５の耐震性を向上させることができる。特に、クランプ材４９５として防振ゴムを用いることにより、耐震性を一層向上させることができる。なお、内筒部材４６２における電力線４８５のクランプ位置は、開口部４７４以外の場所であってもよい。

【0254】

図５７は、固定子ユニット４２０を配線モジュール４８０の側（すなわちコイルエンドカバー４９０の逆側）から見た斜視図である。なお、図５７では、便宜上、固定子巻線４３１における各部分巻線４４１の具体的な図示を省略し、固定子巻線４３１を一体の筒状体として示している。

【0255】

図５７に示すように、固定子４３０の一方のコイルエンド部では、固定子巻線４３１の径方向内側（詳しくは、周方向に並ぶ各渡り部４４４の径方向内側）に配線モジュール４８０が配置されている。この場合、図５７の上側は、回転電機４００の軸方向においてハブ４０２側、すなわち車輪ホイール側であり、配線モジュール４８０は、軸方向においてハブ４０２側、すなわち車輪ホイール側に配置されている。この構成では、配線モジュール４８０が、コイルエンド部での固定子巻線４３１の径方向内側（各渡り部４４４の径方向内側）に配置されることで、配線モジュール４８０が径方向外側に張り出すことがなく、固定子ユニット４２０としての小型化が可能になっている。

【0256】

なお、本実施形態の固定子巻線４３１では、ハブ４０２側のコイルエンド部において渡り部４４３が径方向内側に屈曲され、反ハブ側のコイルエンドにおいて渡り部４４３が径方向外側に屈曲されており、そのうちハブ４０２側（渡り部４４３が径方向内側に屈曲された側）に、配線モジュール４８０が配置されている。この場合、仮に反ハブ側に配線モジュール４８０が配置される構成を想定すると、渡り部４４４の径方向外側に張り出すように配線モジュール４８０とコイルエンドカバー４９０とが設けられ、それに伴う径方向外側への張り出しが大きくなることが懸念されるが、本実施形態の構成によればその不都合が抑制される。

【0257】

また、固定子ホルダ４６０の軸方向端面（詳しくは外筒部材４６１の軸方向端面）には端子台５３１が設けられており、その端子台５３１を介して配線モジュール４８０のバスバー４８３と電力線４８５とが接続されている。具体的には、バスバー４８３の端子部分と電力線４８５の端子部分とが互いに重ねられ、その重なり状態でビス等の固定具によりバスバー４８３及び電力線４８５が端子台５３１に対して固定されている。この場合、各電力線４８５を強固に固定することができる。つまり、バスバー４８３と電力線４８５とを単に相互に接続するだけでは、回転電機４００に生じる振動に起因して結線部分での断線の懸念が生じるが、固定子ホルダ４６０（内筒部材４６２）の端子台５３１にてバスバー４８３と電力線４８５とを相互に接続する構成にしたため、振動に起因する結線部分の断線を抑制することができる。

【0258】

なお、固定子４３０と固定子ホルダ４６０との組み付けに際し、固定子ホルダ４６０と固定子コア４３２とを先に組み付けておき、その固定子ホルダ４６０及び固定子コア４３２の一体物に対して、固定子巻線４３１の組み付け（すなわち各部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂの組み付け）を行うようにしてもよい。

【0259】

次に、上述した回転子４１０や固定子ユニット４２０を含む回転電機４００の全体構成について、図４３と図５８とを用いて説明する。なお、図５８は、スピンドル４０１と固定子ユニット４２０とを固定物として一体化し、かつハブ４０２と回転子４１０とを回転物として一体化した状態で示す回転電機４００の分解断面図である。

【0260】

固定子ユニット４２０には、固定子ホルダ４６０の貫通孔４７２に挿通された状態でスピンドル４０１が組み付けられている。詳しくは、固定子ホルダ４６０の貫通孔４７２にスピンドル４０１の固定軸部４０４が挿通され、その状態で、固定子ホルダ４６０に対してスピンドル４０１がスプライン結合されるとともに、内筒部材４６２の端板部４７１にボルト等の固定具によりスピンドル４０１が固定されている。一方、回転子４１０には、ハブ４０２が固定されている。詳しくは、回転子キャリア４１１の貫通孔４１４ａにハブ４０２が挿通され、その状態で、ハブ４０２がボルト等の固定具により端板部４１４に固定されている。

【0261】

そして、スピンドル４０１の固定軸部４０４がハブ４０２の挿通孔４０６に挿通された状態で、互いに径方向内外となる位置に固定子ユニット４２０及び回転子４１０がそれぞれ配置されるものとなっている。ここで、図５８に示すように、スピンドル４０１及び固定子ユニット４２０の一体物には、スピンドル４０１の固定軸部４０４の周りに環状空間Ｓ１が形成されている。また、ハブ４０２及び回転子４１０の一体物には、ハブ４０２の周りに環状空間Ｓ２が形成されている。そして、環状空間Ｓ１にハブ４０２が入り込み、かつ環状空間Ｓ２に固定子ユニット４２０が入り込むようにして、スピンドル４０１及び固定子ユニット４２０の一体物と、ハブ４０２及び回転子４１０の一体物とが互いに組み付けられている。

【0262】

スピンドル４０１の固定軸部４０４とハブ４０２との間には軸受４０７，４０８が組み付けられ、その軸受４０７，４０８によりハブ４０２が回転可能に支持されている。つまり、軸受４０７，４０８により、スピンドル４０１及び固定子ユニット４２０に対して、ハブ４０２及び回転子４１０が回転可能に支持されている。なお、軸受４０７，４０８において内輪が固定軸部４０４側に組み付けられ、外輪がハブ４０２側に組み付けられている。

【0263】

スピンドル４０１及び固定子ユニット４２０の一体物と、ハブ４０２及び回転子４１０の一体物とが互いに組み付けられた状態において、回転子４１０の開放端側、すなわち軸方向においてハブ４０２の反対側（回転子キャリア４１１の端板部４１４の反対側）には、回転子カバー５１１が固定されている。回転子カバー５１１は、円環板状をなしており、内筒部材４６２との間に軸受５１２を介在させた状態で、回転子キャリア４１１にボルト等の固定具により固定されている。

【0264】

スピンドル４０１及び固定子ユニット４２０の一体物と、ハブ４０２及び回転子４１０の一体物とが互いに組み付けられた状態では、固定子ユニット４２０の内周側に、軸方向及び径方向に閉じた環状の閉鎖空間ＳＡが形成されている。そして、その閉鎖空間ＳＡ内に、回転センサとしてのレゾルバ５２０が設けられている。レゾルバ５２０は、円環状をなしており、固定物側である固定子ユニット４２０の内筒部材４６２に固定されたレゾルバステータと、回転物側であるハブ４０２に固定されたレゾルバロータとを有する。レソルバステータの径方向内側に、レゾルバロータが対向配置されている。

【0265】

本実施形態では、上述したとおり、固定子ホルダ４６０における内筒部材４６２の内周側に、周方向に所定間隔で複数の突出部４７３が設けられている（図５６参照）。レゾルバ５２０（レゾルバステータ）は、内筒部材４６２の突出部４７３の軸方向端面に取り付けられている。

【0266】

図４４に示すように、レゾルバ５２０は、その周方向の一部に端子部５２１を有しており、その端子部５２１にはレゾルバ信号線５２２が接続されている。また、図４２，図４３に示すように、レゾルバ信号線５２２は、内筒部材４６２の端板部４７１に設けられた挿通孔４７６を介して回転電機外部（回転電機４００の軸方向端部）まで案内されている。なお、挿通孔４７６は、グロメット等のシール部材によりシールされているとよい。また、内筒部材４６２の軸方向端面に、レゾルバ信号線５２２に接続された信号線端子部が設けられていてもよい。

【0267】

本実施形態の回転電機４００では、固定子ユニット４２０の径方向内側の閉鎖空間ＳＡに、各相の電力線４８５とレゾルバ信号線５２２とがそれぞれ軸方向に延びるように設けられており、それら電力線４８５とレゾルバ信号線５２２との間に、電力線４８５により生じる電磁場を遮蔽する遮蔽部が設けられていることを特徴としている。その構成について、以下に具体的に説明する。

【0268】

本実施形態では、内筒部材４６２の内周側に、レゾルバ５２０を固定する固定部として突出部４７３が設けられており、その突出部４７３が「遮蔽部」となっている。詳しくは、図４３に示すように、突出部４７３は、内筒部材４６２の軸方向一端から軸方向中間位置までの範囲で軸方向に延びるように設けられている。そして、その突出部４７３の軸方向端面にレゾルバ５２０が固定され、レゾルバ信号線５２２は、突出部４７３に沿って軸方向の反ハブ側に設けられている。つまり、内筒部材４６２の内周側（固定子ホルダ４６０の中空部）には、内筒部材４６２の軸方向の全範囲でなく、レゾルバ５２０が設けられた中間位置までの範囲（一部範囲）にわたって突出部４７３が設けられており、その突出部４７３に沿って軸方向に延び、かつ挿通孔４７６（図５６参照）に挿通された状態でレゾルバ信号線５２２が設けられている。

【0269】

内筒部材４６２の内周側には、その軸方向一端側から他端側に延びるようにして電力線４８５が設けられている。図４５に示すように、電力線４８５とレゾルバ信号線５２２との間には２つの突出部４７３が設けられている。

【0270】

また、内筒部材４６２の内周側には、軸体としてのスピンドル４０１が配置されており、突出部４７３はスピンドル４０１の固定軸部４０４に向けて突出形成されている。そのため、内筒部材４６２の内周側において、レゾルバ信号線５２２の周方向両側にはそれぞれ突出部４７３が設けられ、かつレゾルバ信号線５２２の径方向内側にはスピンドル４０１の固定軸部４０４が設けられた構成となっている。この場合、突出部４７３とスピンドル４０１（詳しくは固定軸部４０４）とが「遮蔽部」となっている。

【0271】

また、内筒部材４６２の内周側では、内筒部材４６２の軸方向一端から軸方向中間位置までの範囲にのみ突出部４７３が設けられており、軸方向において突出部４７３が設けられていない範囲、すなわち軸方向中間位置から軸方向他端までの範囲には、回転物であるハブ４０２の先端部が収容されている。この場合、内筒部材４６２の内周側において、突出部４７３が設けられていない領域にハブ４０２の先端部が収容され、かつ軸受４０７，４０８によりハブ４０２が回転可能に支持されている。

【0272】

また、本実施形態では、ティースレス構造の固定子４３０を有する回転電機４００において、固定子４３０での放熱を適正に行わせるための構成を有しており、以下にその構成を具体的に説明する。図６０は、固定子コア４３２の径方向外側に部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂを１つずつ配置した状態を示す概略図であり、図６１は、部分巻線４４１における中間導線部４４２の１つを拡大して示す横断面図である。なお、図６０では、説明の便宜上、回転電機４００における極数及び部分巻線４４１の数を上述の構成から変更しており、磁極数が８であり、かつ部分巻線４４１の数が１２個であるとしている。

【0273】

図６０に示すように、部分巻線４４１Ａでは、周方向において全節巻間隔で設けられた一対の中間導線部４４２が、径方向内側に向けて屈曲された渡り部４４３により連結されている。一方で、部分巻線４４１Ｂでは、同じく全節巻間隔で設けられた一対の中間導線部４４２が、径方向外側に向けて屈曲された渡り部４４３により連結されている。図６０において、部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂは、互いに異なる相の部分巻線であり、例えば部分巻線４４１ＡはＵ相コイル、部分巻線４４１ＢはＶ相コイルである。

【0274】

図６１に示すように、中間導線部４４２は、その横断面が長方形状をなしている。詳しくは、中間導線部４４２では、断面矩形状をなす導線材が径方向及び周方向にそれぞれ複数列で並んでおり、全体として横断面が長方形状をなしている。導線材は、角線であり、特に長辺と短辺とを備える平角線であるとよい。なお、中間導線部４４２の構成は、いずれの部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂにおいても同様である。中間導線部４４２は、径方向の厚さ寸法が周方向の幅寸法よりも小さい断面扁平状、すなわち径方向に薄い扁平状をなしている。これにより、中間導線部４４２の径方向厚さが薄くなり、ティースレス構造の固定子４３０において磁束密度を高めてトルクの増強を図ることが可能となっている。

【0275】

ここで、中間導線部４４２では径方向に対向する２つの径方向端面が平坦面であるのに対し、固定子コア４３２の外周面は曲面であることから、中間導線部４４２における固定子コア４３２側の径方向端面において、固定子コア４３２との間の径方向寸法が周方向で異なるものとなっている。特に、各中間導線部４４２の径方向端面は、中間導線部４４２の周方向中心位置と回転電機４００の軸心とを通る直線ＬＡに直交する向きとなっており、周方向中央部における中間導線部４４２と固定子コア４３２との間の径方向寸法をＤ１、周方向両端部における中間導線部４４２と固定子コア４３２との間の径方向寸法をＤ２とすると、Ｄ１＜Ｄ２となっている。

【0276】

この場合、中間導線部４４２と固定子コア４３２との間において、部分巻線４４１で生じた熱を放出させる放熱部を確保することができる。つまり、中間導線部４４２の径方向端面は、固定子コア４３２に近い部位と固定子コア４３２に遠い部位とを有するものとなっており、特に中間導線部４４２の径方向端面と固定子コア４３２とが離れた部位において、空気等の冷媒の通過量を増やすことで、部分巻線４４１の好適なる冷却が可能になっている。

【0277】

なお、図６１では、中間導線部４４２と固定子コア４３２との間に周方向に延びる隙間が示されているが、中間導線部４４２の周囲に絶縁被覆体４４５等の導体絶縁部が設けられていると、中間導線部４４２が導体絶縁部を介して固定子コア４３２に接触した状態になることが考えられる。ただしこの場合にも、中間導線部４４２の径方向端面と固定子コア４３２との間には、中間導線部４４２の周方向両端側において局所的な放熱部が確保されるものとなっている。

【0278】

また、中間導線部４４２と回転子４１０の磁石ユニット４１２（磁石４１５）との関係において、周方向中央部での中間導線部４４２と磁石ユニット４１２との間の径方向寸法をＤ３、周方向両端部の中間導線部４４２と磁石ユニット４１２との間の径方向寸法をＤ４とすると、Ｄ３＞Ｄ４となっている。この場合、中間導線部４４２の周方向中心部において、中間導線部４４２の周方向両端部よりもエアギャップ（中間導線部４４２と磁石４１５との間の機械的離間距離）が大きくなるため、磁石４１５で生じる局部的な減磁の対策が可能となっている。

【0279】

これを図６２を用いて補足説明する。なお、図６２では、説明の便宜上、回転子４１０及び固定子４３０を平面展開して示している。上述したとおり磁石４１５には擬似円弧状の磁石磁路が形成されている。図６２において、磁石４１５では、固定子巻線４３１側の角部（図のＸ部）が最も減磁の生じ易い部位である。この点、中間導線部４４２は、複数の導線材の集合体として構成され、かつ周方向中心部において周方向両端部よりもエアギャップが大きくなっているため、周方向にエアギャップが均一である場合に比べて周方向中心部での磁束密度が低くなっている。そのため、磁石４１５のＸ部に対する減磁低減を図ることができる。

【0280】

上記構成の各部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂでは、一対の中間導線部４４２よりも径方向内側及び外側に突出する渡り部４４３において形状の工夫が必要となる。この場合、図６０に示すように、径方向外側に屈曲された方の渡り部４４３（部分巻線４４１Ｂの渡り部４４３）では、径方向に延びる一対の基端部４４３ａと、その一対の基端部４４３ａの間で周方向に延びる連結部４４３ｂとのうち連結部４４３ｂの両端の間の周方向距離が、一対の中間導線部４４２の間の周方向距離よりも拡張されているとよい。また、径方向内側に屈曲された方の渡り部４４３（部分巻線４４１Ａの渡り部４４３）では、連結部４４３ｂの両端の間の周方向距離が、一対の中間導線部４４２の間の周方向距離よりも縮められているとよい。渡り部４４３では、周方向に延びる連結部４４３ｂを湾曲させることで、その湾曲部分が、一対の基端部４４３ａの先端どうしの間隔を調整する間隔調整部となっている。

【0281】

次に、上記構成の部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂの製造方法について説明する。部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂの製造に際しては、まず図６３（ａ）に示すように、導線材を縦長の環状に巻回することにより、側面視でＩ字状をなす空芯コイルを作製する。空芯コイルは、軸方向両端部が互いに対称形状で設けられ、いずれも同サイズでかつ同じ形状となっている。

【0282】

その後、図６３（ｂ）に示すように、空芯コイルの軸方向一端部を径方向に屈曲させる。このとき、空芯コイルにおいて、一対の中間導線部４４２に相当する部位と渡り部４４３に相当する部位とを各々個別に治具等で保持し、その状態で、軸方向一端側を約９０度の角度で屈曲させるとよい。

【0283】

空芯コイルの軸方向一端側を屈曲させた状態では、軸方向中間位置での横断面が図６３（ｃ）のようになっている。この状態では、一対の中間導線部４４２の径方向端面（図の上下の端面）が互いに同一平面上に位置している。

【0284】

その後、図６３（ｄ）に示すように、各中間導線部４４２の角度調整用の治具Ｊを用い、軸方向一端側の湾曲形状を調整して渡り部４４３を成形しつつ、各中間導線部４４２の径方向端面の向きを調整する。治具Ｊは、各中間導線部４４２の径方向端面を当接させる一対の当接面Ｊａ，Ｊｂを有しており、各中間導線部４４２の径方向端面を当接面Ｊａ，Ｊｂにそれぞれ当接させた状態で、渡り部４４３の湾曲形状が調整される。各当接面Ｊａ，Ｊｂはそれぞれ平坦面である。この作業により、一対の中間導線部４４２の周方向間隔が一定に保持されつつ、各中間導線部４４２の径方向端面の向きが直線ＬＡに直交する向きに調整される。このとき、中間導線部４４２の横断面は長方形状のまま維持される。また、図６３（ｄ）は、渡り部４４３を径方向外側に屈曲させた構成を示しており、かかる構成の渡り部４４３では、一対の基端部４４３ａの間の連結部４４３ｂは、その両端の間の周方向距離が、一対の中間導線部４４２の間の周方向距離よりも拡張されるようにして変形される。

【0285】

治具Ｊにおいて一対の当接面Ｊａ，Ｊｂのなす角度θは、固定子コア４３２の径（コア径）に応じたものであるとよく、コア径が大きいものであれば角度θを大きくし、コア径が小さいものであれば角度θを小さくするとよい。渡り部４４３を径方向外側に屈曲させる場合には、角度θはθ＜１８０°である。

【0286】

また、渡り部４４３を径方向内側に屈曲させる場合には、図６３（ｅ）に示すように、治具Ｊにおいて一対の当接面Ｊａ，Ｊｂのなす角度θをθ＞１８０°にするとよい。この治具Ｊを用いた成形により、渡り部４４３において、一対の基端部４４３ａの間の連結部４４３ｂは、その両端の間の周方向距離が、一対の中間導線部４４２の間の周方向距離よりも縮められるようにして変形される。この場合、渡り部４４３において連結部４４３ｂの長さが余剰となることから、連結部４４３ｂの中央部分が径方向内側に凸となるように変形されるとよい。

【0287】

渡り部４４３が径方向内側に屈曲された部分巻線４４１Ａ（「内曲がり巻線」に相当）において、渡り部４４３が図６４に示すように成形される構成であってもよい。図６４では、部分巻線４４１Ａにおいて、連結部４４３ｂの中央部分が径方向外側に凸となるように湾曲形成されている。この場合、連結部４４３ｂの湾曲形状によれば、渡り部４４３の径方向内側への突出量を減らすことができる。なお、部分巻線４４１Ａにおいて、連結部４４３ｂの中央部分が軸方向のいずれかの側に凸となるように湾曲形成される構成であってもよい。

【0288】

上記のとおり固定子巻線４３１において複数の部分巻線４４１を用いた構成では、回転子４１０の磁極数に応じてコア径が変更されるとともに、磁極数に応じた数の部分巻線４４１が用いられる。例えば、上述した図４８等の構成では、磁極数が２４、部分巻線４４１の数が３６であるが、これ以外に、図６５（ａ）に示すように、磁極数を４、部分巻線４４１の数を６とする構成や、図６５（ｂ）に示すように、磁極数を８、部分巻線４４１の数を１２とする構成などが可能である。この場合、４極の回転電機における固定子巻線４３１の外径をφ１とすると、８極の回転電機における固定子巻線４３１の外径φ２は「φ１×２」となる。また、回転電機の磁極数を「４×ｎ」（ｎは自然数）とすると、固定子巻線４３１の外径は「φ１×ｎ」として一般化できる。

【0289】

また、本願開示者によれば、ティースレス構造の表面磁石型３相回転電機において、磁極数（部分巻線４４１の数）ごとに、トルクの最適化を図る上での固定子巻線４３１の直径の最適範囲が存在していることが見出されている。つまり、回転電機の磁極数を４ｎ、部分巻線４４１の数を６ｎとする場合に（ｎは自然数）、固定子巻線４３１の直径を、「φ４０～１００ｍｍ」×ｎとすることで、回転電機における最大トルクの増加が見込めるものとなっている。図６５（ａ）に示すように磁極数が４である場合は、固定子巻線４３１の直径が「φ４０～１００ｍｍ」であり、図６５（ｂ）に示すように磁極数が８である場合は、固定子巻線４３１の直径が「φ８０～２００ｍｍ」であるとよい。

【0290】

この場合、一例として４極の回転電機において固定子巻線４３１の直径をφ８０とすると、固定子巻線４３１の円周長さは約２４０ｍｍであり、磁石ユニット４１２における磁石部分の全周は、コイル円周長さよりは長いものの概ね約２４０ｍｍである。そのため、１極分の磁石の周方向の幅は約６０ｍｍであるとよい。また、磁石の径方向の厚みは例えば約３０ｍｍであるとよい。

【0291】

ここで、１極分の磁石４１５の周方向の幅をＷ、磁石４１５と固定子コア４３２との間の径方向距離であるギャップ寸法をＬｇとする場合、回転電機４００において、「Ｗ／Ｌｇ」と１ターン当たりのトルクを示すトルク定数とは図６６に示す関係となる。なおここでは、磁石４１５として焼結ネオジム磁石を用い、磁石厚さを極ピッチ（磁石幅）の１／２としている。磁石幅Ｗは磁石有効幅であり、ギャップ寸法Ｌｇは、回転子４１０と固定子４３０との間において透磁率が空気程度となる部分の径方向寸法である。

【0292】

図６６では、「Ｗ／Ｌｇ」が大きくなるほど、トルク定数が大きくなっている。詳しくは、「Ｗ／Ｌｇ」の増加に対するトルク定数の増加の傾きは、「Ｗ／Ｌｇ」の大きさに依存して異なり、「Ｗ／Ｌｇ」とトルク定数との相関において変曲点が存在する。この場合、「Ｗ／Ｌｇ」を変曲点付近の範囲Ａ内で定めることで、磁気装荷と電気装荷との良好なバランスを実現することができる。つまり、「Ｗ／Ｌｇ」が範囲Ａよりも小さい場合には、磁気装荷が過少になることに起因するトルクダウンの懸念が生じる一方、「Ｗ／Ｌｇ」が範囲Ａよりも大きい場合には、「Ｗ／Ｌｇ」を大きくしてもトルク定数の増加がさほど見込めなくなる。そこで、「Ｗ／Ｌｇ」の適正範囲を変曲点付近とし、具体的には、「Ｗ／Ｌｇ＝２．５～７」としている。

【0293】

これは、本実施形態のようなモータ構成では、磁石に対してＬｇ（磁気回路エアギャップ）が大きくなると磁石のパーミアンス係数Ｐｃが低下することと、Ｌｇに反比例して巻線スペースが大きくなっていくことにより起こる状況である。パーミアンス係数Ｐｃは、ある磁石が定まったときに、Ｌｇが大きくなるのに比例して小さくなる反比例関係にある値であることが知られているが、このパーミアンス係数Ｐｃによる実効磁束密度Ｂｄの式は以下となる。

【0294】

Ｂｄ＝Ｂｒ／（１＋（１／Ｐｃ））
この式によると、パーミアンス係数Ｐｃが大きくなることにより、残留磁束密度Ｂｒに対して割り算となる分母の値が次第に１に近づくことが分かる。すなわち、実効磁束密度や巻線１ターン当たりのトルク定数は、パーミアンス係数Ｐｃが高い方が有利であると分かる。このことから、従来のティースレス等のコアレスモータ類においては、Ｌｇを小さくして薄いコイルを使用することが一般的であるが、本願開示では、銅やＣＮＴ、アルミ線といった一般的導体を利用する範囲で、一般的に薄いコイルが優れるとの議論とは逆となるコイル厚みを「Ｗ／Ｌｇ＝２．５～７」という値を持つコイルこそが大トルク化に有利であるとしている。

【0295】

またここで、下限値２．５を下回る値となると、一般論と同様にコイルが厚すぎるためにモータトルクが落ちる現象が起こる。この値は、本願開示において、Ｂｒ＝１［Ｔ］以上、ｉＨｃ＝４００［ｋＡ／ｍ］以上といった大きいＢＨ積の磁石を配向角度の工夫により、従来量産される焼結磁石よりも高い保磁力とした上で行ったものであり、Ｗ／Ｌｇの下限値を２．５まで伸ばすことができたため、従来モータとは一線を画する高トルクモータを実現できるものとなっている。そのため、特に焼結ネオジウム磁石、焼結サマリウム磁石、Ｌ１０構造を持つＦｅ－Ｎｉ磁石、又は今後開発される同等性能且つ配向工夫を組み合わされた磁石に対して、本願開示の磁気回路の寸法関係を使用することで、特に大きな効果を奏するものである。

【0296】

図６７に示すように、各中間導線部４４２における径方向端面と固定子コア４３２との間に、絶縁性の封止材４４７が介在する構成としてもよい。封止材４４７は、例えば合成樹脂である。封止材４４７の熱伝導率は導線材の絶縁被膜の熱伝導率よりも高くなっているとよい。この場合、封止材４４７を介しての放熱が可能であることに加え、封止材４４７による中間導線部４４２の固定が可能になっている。

【0297】

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

【0298】

回転電機４００において、固定子４３０をティースレス構造とするとともに、固定子巻線４３１を構成する複数の部分巻線４４１を、固定子コア４３２の外周面に沿わせて周方向に並べて配置する構成とした。また、中間導線部４４２の横断面を長方形状とするとともに、その中間導線部４４２における固定子コア４３２側の径方向端面において固定子コア４３２との間の径方向寸法を周方向で異ならせる構成とした。これにより、回転電機４００に求められる放熱性能の向上を図ることができる。すなわち、上記構成では、中間導線部４４２と固定子コア４３２との間の径方向寸法が周方向で異なっており、換言すれば、中間導線部４４２の径方向端面が、固定子コア４３２に近い部位と固定子コア４３２に遠い部位とを有するものとなっている。この場合、ティースレス構造の固定子４３０においてバックヨークである固定子コア４３２に対して近接状態での各部分巻線４４１の組み付けを可能としつつ、中間導線部４４２と固定子コア４３２との間に、部分巻線４４１で生じた熱を放出させる放熱部を確保することができる。その結果、ティースレス構造の固定子４３０を有する回転電機４００において、固定子４３０での放熱を適正に行わせることができる。

【0299】

なお、固定子コア４３２の曲面上に横断面が長方形状をなす中間導線部４４２を配置する構成では、仮に部分巻線４４１のサイズが同等であれば、固定子コア４３２の曲面の半径（コア半径）が小さいほど、換言すれば同曲面の曲率が大きいほど、中間導線部４４２と固定子コア４３２との間の径方向寸法の差（周方向中央部及び周方向両端部での径方向寸法の差）が大きくなる。例えば、固定子４３０のコア半径が小さくかつ磁極数の小さい回転電機、すなわち部分巻線４４１の数が少ない回転電機では、中間導線部４４２と固定子コア４３２との間の径方向寸法の差が顕著となる。この場合、コア半径の小さい固定子４３０では、コア半径の大きい固定子４３０に比べて、熱容量が小さいと考えられるが、中間導線部４４２と固定子コア４３２との間の径方向寸法の差が大きくなることで、放熱性を向上させることができる。

【0300】

各中間導線部４４２において固定子コア４３２側の径方向端面を、中間導線部４４２の周方向中心位置と回転電機４００の軸心とを通る直線ＬＡに直交する向きとし、その径方向端面において周方向中央部と周方向両端部とで固定子コア４３２との間の径方向寸法が異なる構成とした。この場合、固定子巻線４３１において、固定子コア４３２の曲面に沿って並ぶ各中間導線部４４２を、固定子コア４３２に対していずれも同じ状態で配置することができる。

【0301】

各中間導線部４４２における径方向内側の端面と固定子コア４３２との間に、絶縁性の封止材４４７を介在させ、その封止材４４７を介しての放熱と、封止材４４７による中間導線部４４２の固定とが可能になる構成とした。この場合、封止材４４７の熱伝導率を導線材の絶縁被膜の熱伝導率よりも高くしたため、各部分巻線４４１の放熱性能が高められるものとなっている。

【0302】

部分巻線４４１として、渡り部４４３が径方向内側に屈曲された部分巻線４４１Ａ（内曲がり巻線）を含む構成では、その部分巻線４４１Ａが周方向に隣り合う場合に、各部分巻線４４１Ａの渡り部４４３どうしの干渉が生じ易くなると考えられる。この点、部分巻線４４１Ａの渡り部４４３において、一対の基端部４４３ａの間で周方向に延びる連結部４４３ｂが、その中央部分が径方向外側又は軸方向に凸となるように湾曲形成されている構成とした。これにより、各部分巻線４４１Ａの渡り部４４３どうしが周方向に干渉することを抑制できる。また、渡り部４４３において周方向に延びる連結部４４３ｂが湾曲していることで、その湾曲部分が、一対の基端部４４３ａの先端どうしの間隔を調整する間隔調整部となり、周方向における渡り部４４３どうしの干渉抑制に寄与するものとなっている。この場合特に、連結部４４３ｂが径方向外側又は軸方向に凸となるように湾曲しているため、固定子４３０の径方向内側において、利用可能なスペースの拡張を可能にしたり、径方向内側への突出を抑えて回転電機４００の回転軸等との干渉抑制を可能にしたりすることができる。

【0303】

３相の固定子巻線４３１において、部分巻線４４１における一対の中間導線部４４２の間に、他２相の部分巻線４４１における中間導線部４４２を１つずつ配置し、かつ周方向に渡り部４４３，４４４が重複する部分巻線４４１どうしで、一方の部分巻線４４１の渡り部４４３を径方向に屈曲させるようにした。これにより、各部分巻線４４１の互いの干渉を回避しつつ、固定子コア４３２の周面に沿って各中間導線部４４２を周方向に並べて配置することができる。また、渡り部４４３が径方向に屈曲される構成を鑑み、渡り部４４３の湾曲部分の内側で、ブラケット４５５，４５７の突出部４５５ａ，４５７ａにより部分巻線４４１を固定子コア４３２及びコイルエンドカバー４９０に固定する構成としたため、ティースレス構造の固定子４３０において、部分巻線４４１を好適に固定できるものとなっている。

【0304】

表面磁石型の回転電機４００では、回転子４１０において極数分の磁石が周方向に並べて配置されており、固定子巻線４３１の直径（コイル径）と極数とに応じて、磁極ごとの磁石の仕様が定められる。この場合、極数に対するコイル径が小さすぎると、各磁極において磁石の周方向の幅が小さくなり、磁気装荷の低下が懸念される。またその反面、極数に対するコイル径が大きすぎると、磁石の周方向の幅が大きくなることで磁気装荷の増加が見込めるものの、電気装荷の増加がさほど見込めず、回転電機４００の大型化に見合うトルク増強効果が期待できないことが懸念される。

【0305】

この点、本願開示者は、磁気装荷と電気装荷とのバランスを図る上で、極数に対するコイル径の適正範囲があることを見出し、回転電機４００の磁極数を４ｎ、部分巻線４４１の数を６ｎとする場合に、固定子巻線４３１の直径を「φ４０～１００ｍｍ」×ｎとすることとした。これにより、回転電機４００におけるトルクの適正化を実現できる。

【0306】

表面磁石型のティースレス回転電機において、１極分の磁石の周方向の幅Ｗと、磁石及び固定子コア４３２の間の径方向距離Ｌｇとの比である「Ｗ／Ｌｇ」は、固定子巻線４３１の１ターン当たりのトルク定数［Ｎｍ／Ａ］と相関がある（図６６参照）。これを鑑みて、「Ｗ／Ｌｇ＝２．５～７」となる構成にしたため、回転電機４００におけるトルクの適正化を実現できる。

【0307】

回転子４１０の磁石を、磁極中心であるｄ軸の側において、磁極境界であるｑ軸の側に比べて磁化容易軸の向きがｄ軸に平行となるように配向がなされているか、又は、互いに対向しかつ磁束の流入流出面となる一対の作用面に対して磁石容易軸の向き傾いており、かつその傾斜の向きが、固定子巻線４３１の側でｄ軸に近づくようにｄ軸に対して傾斜する向きとなっている構成とした。この場合、各磁極における磁石磁束の強化が可能となる反面、渦電流損の増加が懸念されるが、固定子巻線４３１を、導線材を多重に巻回してなる部分巻線４４１を用いた構成としたため、渦電流損の低減が可能となっている。なお、部分巻線４４１において、導線材が、複数の素線が撚り合わされた撚り線により構成されていると、より一層の渦電流の低減効果を得ることができる。

【0308】

部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂは、いずれも同形状の空芯コイルを用いて作製することが可能であり、治具の使い分けにより、渡り部４４３が径方向内側に屈曲された部分巻線４４１Ａと、渡り部４４３が径方向外側に屈曲された部分巻線４４１Ｂとの作製がそれぞれ可能となっている。また、極数の異なる回転電機においても、治具の変更により簡易に対応できる。これにより、部品の共用化の実現が可能となっている。

【0309】

（第３実施形態）
本実施形態では、固定子４３０での放熱を適正に行わせるための構成として、図６８に示す構成を用いる。図６８は、部分巻線４４１における中間導線部４４２の１つを拡大して示す横断面図である。なお、本実施形態において中間導線部４４２以外の構成は、第２実施形態と同じであるとよい。

【0310】

図６８では、中間導線部４４２において、径方向及び周方向にそれぞれ導線材が複数に並んでおり、径方向外側では、径方向内側に比べて周方向に並ぶ導線材どうしの間隔が広くなっている。これに対し、導線どうしの径方向の間隔はいずれも略同じになっている。詳しくは、部分巻線４４１において導線材は断面が四角形の角線であり、その角線が側面どうしを径方向及び周方向に互いに対向させて多重に巻回されている。導線材は平角線であるとよい。そして、中間導線部４４２では、径方向において角線の側面どうしが近接対向し、かつ周方向において角線の側面どうしが径方向よりも離れて対向している。

【0311】

中間導線部４４２において、径方向端面となる２面（径方向内側及び外側の各端面）は、それぞれ略円弧状に延びるように形成されている。また、周方向端面となる２面（周方向両端の各端面）は、回転電機４００の軸心から放射状に延びかつ所定角度で離れた２つの直線ＬＢに略平行になるように形成されている。なお、２つの直線ＬＢのなす角度は、極数（部分巻線４４１の数）に応じて変わり、「３６０°×（２／Ｋ）」（Ｋはコイル数）であるとよい。

【0312】

上記構成では、径方向の内外で固定子巻線４３１における円周長さが相違することを鑑み、中間導線部４４２において、径方向内側では周方向に並ぶ導線材を密の状態とし、径方向内側では周方向に並ぶ導線材を粗の状態としている。これにより、各導線材どうしの間に、各部分巻線４４１で生じた熱を放出させる放熱部を確保することができる。その結果、ティースレス構造の固定子４３０を有する回転電機４００において、固定子４３０での放熱を適正に行わせることができる。

【0313】

また、上記構成によれば、径方向では角線の側面どうしが近接対向し、周方向では角線の側面どうしが径方向よりも離れて対向している。そのため、中間導線部４４２の径方向の厚さは、角線（導線材）の巻き数に応じた所定厚さになっているとともに、中間導線部４４２の周方向の幅は、角線どうしの離間距離に応じて径方向内外で相違するものとなっている。この場合、中間導線部４４２の径方向の厚さを周方向で一定としつつ、径方向内外での周方向の幅寸法のみが調整されるものとなっている。

【0314】

なお、中間導線部４４２の構成は、いずれの部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂにおいても同様である。中間導線部４４２は、径方向の厚さ寸法が周方向の幅寸法よりも小さい断面扁平状をなしている。これにより、中間導線部４４２の径方向厚さが薄くなり、ティースレス構造の固定子４３０において磁束密度を高めてトルクの増強を図ることが可能となっている。

【0315】

また、各中間導線部４４２において径方向及び周方向に並ぶ導線材の間には、絶縁性の封止材が介在しているとよい。これにより、その封止材を介しての放熱と、封止材による導線材の固定が可能になる。また、封止材の熱伝導率を導線材の絶縁被膜の熱伝導率よりも高くすることで、各部分巻線の放熱性能が高められるものとなっている。

【0316】

上記構成の部分巻線４４１は、例えば次の手順により作製されるとよい。空芯コイルを形成した後に、中間導線部４４２を、図６９（ａ）に示す型枠６０１に入れる。型枠６０１は、底部６０２とその底部６０２の両側の２つの壁部６０３とを有している。底部６０２は、内側に凸の曲面状をなす底面を有し、各壁部６０３は、互いの間隔が開放端側に向けて拡張されるように設けられている。底部６０２における底面の曲率は、部分巻線４４１の組み付け相手である固定子コア４３２の外周面の曲率と同じであるとよい。

【0317】

そして、型枠６０１内の中間導線部４４２に対して、隙間調整用の押し当て治具６０５を押し当てることで、各導線材の間に隙間を形成する。押し当て治具６０５は、曲面状の板面を有するベース部６０６と、そのベース部６０６において凹面側から突出する複数の櫛歯部６０７とを有している。複数の櫛歯部６０７は、導線材の１つずつの間隔で導線材と同方向に延びるように設けられた薄板部であり、先端ほど細くなりかつ先端が尖った断面テーパ状（楔状）をなしている。櫛歯部６０７は、例えば弾性を有する金属又は樹脂材料により形成されているとよい。

【0318】

中間導線部４４２に対して押し当て治具６０５を押し当てた状態では、図６９（ｂ）に示すように、周方向に並ぶ導線材の間に櫛歯部６０７が入り込み、導線材どうしが周方向に離間した状態となる。これにより、径方向外側では、径方向内側に比べて周方向に並ぶ導線材どうしの間隔が広くなる。また、型枠６０１の底面の曲面形状、及びベース部６０６の曲面形状により、中間導線部４４２における径方向の両端面が曲面状に成形される。なお、櫛歯部６０７は、導線材の１つずつの間隔で設けられる以外に、複数個ずつの間隔（例えば２つずつの間隔）で設けられていてもよい。

【0319】

その後、中間導線部４４２から押し当て治具６０５を外し、各導線材の間の隙間に樹脂材料等の封止材を充填させる。そして、空芯コイルの軸方向端部を屈曲させて渡り部４４３を形成する。

【0320】

なお、空芯コイルの軸方向端部の屈曲は、上記のとおり押し当て治具６０５による中間導線部４４２の隙間形成の後に行われてもよいし、押し当て治具６０５による中間導線部４４２の隙間形成の前に行われてもよい。

【0321】

各中間導線部４４２を、図７０に示す構成としてもよい。図７０の構成では、導線材として平角線を用いており、その導線材の断面長手方向を径方向とし、かつ広面どうしを周方向に互いに対向させた状態で配置している。そして、中間導線部４４２において、径方向外側では、径方向内側に比べて周方向に並ぶ導線材どうしの間隔が広くなる構成としている。

【0322】

（第２，第３実施形態の変形例）
・上記実施形態では、中間導線部４４２の径方向端面において固定子コア４３２との間の径方向寸法が周方向で異なる構成として、当該径方向端面において周方向中央部と周方向両端部とで固定子コア４３２との間の径方向寸法が異なる構成としたが、これを変更してもよい。例えば、中間導線部４４２の径方向端面において、周方向一端側と周方向他端側とで固定子コア４３２との間の径方向寸法が異なる構成としてもよい。

【0323】

・上記実施形態では、部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂの作製に用いる空芯コイルを、軸方向両端部が互いに対称形状で設けられたものとしたが（図６３（ａ）参照）、これを変更してもよい。例えば、空芯コイルにおいて、径方向に屈曲される軸方向端部のみを、一対の中間導線部４４２に相当する部位どうしの間隔よりも幅広又は幅狭にしてもよい。この場合、径方向外側に屈曲される軸方向端部を、一対の中間導線部４４２の間隔よりも幅広にする。また、径方向内側に屈曲される軸方向端部を、一対の中間導線部４４２の間隔よりも幅狭にする。各部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂで言えば、部分巻線４４１Ａ用の空芯コイルと、部分巻線４４１Ｂ用の空芯コイルとを個別に作製するとよい。

【0324】

・上記実施形態の固定子巻線４３１では、側面視で略Ｌ字状をなす部分巻線４４１Ａ，４４１Ｂを用いる構成としたが（図５１～図５４参照）、これを変更してもよい。例えば、図７１（ａ），（ｂ）に示すように、側面視で略Ｃ字状をなす部分巻線４４１Ｃと、側面視で略Ｉ字状をなす部分巻線４４１Ｄとを用いる構成としてもよい。なお、図７１（ａ）は、各部分巻線４４１Ｃ，４４１Ｄを固定子コア４３２から分離させた状態を示し、図７１（ｂ）は、各部分巻線４４１Ｃ，４４１Ｄを固定子コア４３２に組み付けた状態を示している。

【0325】

・上記実施形態では、部分巻線４４１において、一対の中間導線部４４２を、互いに平行でありかつ軸方向に平行に設けたが、これを変更してもよい。例えば、一対の中間導線部４４２を、互いに非平行にしたり、軸方向に非平行にしたりしてもよい。

【0326】

・回転電機４００を、アウタロータ構造の回転電機に代えて、インナロータ構造の回転電機としてもよい。インナロータ構造の回転電機では、固定子４３０が径方向外側に設けられ、回転子４１０が径方向内側に設けられる。インナロータ構造の回転電機において、第２実施形態で説明したように、中間導線部４４２の横断面を長方形状とし、固定子コア４３２側の径方向端面において固定子コア４３２との間の径方向寸法を周方向で異ならせるとよい。この場合、固定子コア４３２の径方向外側に固定子巻線４３１が配置される構成（アウタロータ式の回転電機）では、周方向両端部において周方向中央部よりも径方向寸法が大きくなるのに対し、逆に固定子コア４３２の径方向内側に固定子巻線４３１が配置される構成（インナロータ式の回転電機）では、周方向中央部において周方向両端部よりも径方向寸法が大きくなるようになっている。

【0327】

・回転電機４００として、界磁子を回転子、電機子を固定子とする回転界磁形の回転電機に代えて、電機子を回転子、界磁子を固定子とする回転電機子形の回転電機を採用することも可能である。

【0328】

・回転電機４００の用途は車両の走行用モータ以外であってもよく、航空機を含め広く移動体に用いられる回転電機や、産業用又は家庭用の電気機器に用いられる回転電機であってもよい。

【0329】

この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48】

【図49】

【図50】

【図51】

【図52】

【図53】

【図54】

【図55】

【図56】

【図57】

【図58】

【図59】

【図60】

【図61】

【図62】

【図63】

【図64】

【図65】

【図66】

【図67】

【図68】

【図69】

【図70】

【図71】