JP6222032B2

JP6222032B2 - 回転電機

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Publication number: JP6222032B2
Application number: JP2014210209A
Authority: JP
Inventors: 高橋　裕樹; 裕樹高橋
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-10-14
Filing date: 2014-10-14
Publication date: 2017-11-01
Anticipated expiration: 2034-10-14
Also published as: US20160105065A1; US10298084B2; JP2016082654A

Description

本発明は、車両等に搭載されてモータや発電機として使用される回転電機に関する。

従来、車両に搭載されて使用される回転電機として、特許文献１に開示された車両用交流発電機が知られている。この車両用交流発電機は、固定子と回転子を含んでおり、回転子は、界磁コイルと、円筒部と外周方向に広がる継鉄部と界磁コイルを包囲するように折り曲げられた爪状磁極部とを有するランデル型コアとを有している。

また、他の回転電機として、特許文献２に開示されているように、回転子の内部に永久磁石を埋め込んだ構造をもつ回転界磁形式の同期モータ（以下、「ＩＰＭモータ」という。）が知られている。

特開平１１−１６４４９９号公報特開２００６−２５４５９９号公報

ところで、上記のような回転電機では、固定子コアのスロットに巻装される固定子コイルのスロット内での占積率を高めるために、コイル線材としてスロットの形状に合った矩形断面の角線を用いることがある。このような角線は、総じて大きな断面積を有しており、断面積が大きいために、コイル線材の内部で発生する渦電流が問題となっている。

また、特許文献１に記載のランデル型コアのように、固定子コアの軸長よりも大きな軸長をもつ構成や、磁束量を稼ぐために回転子コアの軸長を固定子コアの軸長よりも大きくしたＩＰＭモータも多く存在している。このような回転子コアの場合、固定子コイルの固定子コアに囲われていないコイルエンドなどに磁束が漏れがちとなり、コイルエンドは、大きな磁束変化を受け易いことから、大きな渦電流損を生み出し、発熱の原因となっている。

上記課題を解決するためになされた本発明は、
回転子コア（３１）及び前記回転子コアに装備された界磁コイル（３６）又は永久磁石（３９）を有する回転子（３０）と、前記回転子コアと径方向に対向して同軸状に配置された固定子コア（２２）及び前記固定子コアに巻装された固定子コイル（２１）を有する固定子（２０）と、を備え、前記回転子コアの軸方向両端部が前記固定子コアの軸方向両端面からそれぞれ軸方向外方に突出している回転電機において、
前記回転子コアは、軸方向端面（３１ａ）と外周面（３１ｂ）との間に軸方向の断面形状が円弧状に湾曲した又はＬ字形状となる切り欠き面（３１ｃ）を有し、前記切り欠き面と前記外周面とが交わる角部（３１ｄ）が前記固定子コアの軸方向端面（２２ｃ）よりも軸方向外方に突出しないように、かつ、前記切り欠き面が前記外周面と９０°の角度で交差するようにされていることを特徴とする。

上記課題を解決するためになされた本発明は、
回転子コア（３１）及び前記回転子コアに装備された界磁コイル（３６）又は永久磁石（３９）を有する回転子（３０）と、前記回転子コアと径方向に対向して同軸状に配置された固定子コア（２２）及び前記固定子コアに巻装された固定子コイル（２１）を有する固定子（２０）と、を備え、前記回転子コアの軸方向両端部が前記固定子コアの軸方向両端面からそれぞれ軸方向外方に突出している回転電機において、
前記回転子コアは、軸方向端面（３１ａ）と外周面（３１ｂ）との間に切り欠き面（３１ｃ）を有し、前記切り欠き面と前記外周面とが交わる角部（３１ｄ）が、前記固定子コアの軸方向端面（２２ｃ）よりも軸方向外方に突出しないようにされていることを特徴とする。

この構成によれば、回転子コアは、軸方向端面と外周面との間に切り欠き面を有し、切り欠き面と外周面とが交わる角部が、固定子コアの軸方向端面よりも軸方向外方に突出しないようにされている。これにより、回転子コアから固定子側へ流れる磁束は、固定子コアに集中し、コイルエンドに流れる漏れ磁束が低減するため、渦電流損の発生を低減させることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載された各部材や部位の後の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的な部材や部位との対応関係を示すものであり、特許請求の範囲に記載された各請求項の構成に何ら影響を及ぼすものではない。

実施形態１に係る回転電機の軸方向に沿う模式断面図である。実施形態１に係る固定子の全体斜視図である。実施形態１において用いられる導体セグメントの断面図である。実施形態１において固定子コアのスロットに導体セグメントを挿入する状態を示す説明図である。実施形態１に係る回転子の一方のランデル型コアを示す斜視図である。実施形態１に係る回転子の２個のランデル型コアを組み合わせた状態を示す斜視図である。実施形態１における回転子と固定子の配置状態を示す軸方向断面図である。実施形態１に係る回転電機が車両に搭載された状態を示す説明図である。実施形態１の回転電機について行った試験の測定結果であって離間距離Ｘと磁束密度Ｂとの関係を示すグラフである。実施形態１の回転電機について行った試験の測定箇所を示す説明図である。実施形態２に係る回転子の２個のランデル型コアを組み合わせた状態を示す斜視図である。実施形態２における回転子コアと固定子との配置状態を示す軸方向断面図である。実施形態３に係る回転電機の軸方向に沿う模式断面図である。実施形態３における回転子コアと固定子との配置状態を示す軸方向断面図である。

以下、本発明に係る回転電機の実施形態について図面を参照して具体的に説明する。

〔実施形態１〕
実施形態１に係る回転電機１は、車両用の電動発電機であって、図１に示すように、ハウジング１０と、固定子コア２２及び固定子コイル２１を有し電機子として働く固定子２０と、ランデル型の回転子コア３１及び界磁コイル３６を有し界磁として働く回転子３０と、電力変換装置５０とを備えている。電力変換装置５０は、固定子コイル２１と入出力線１７等で接続されている。ハウジング１０は、一端が開口した有底円筒状の一対のハウジング部材１０ａ，１０ｂが開口部同士で接合されて、概ね円筒状に形成されている。

固定子２０は、図２に示すように、円環状に形成されて周方向に配列された複数のスロット２５を有する固定子コア２２と、複数の導体セグメント（導線）２３により構成されたセグメント型の固定子コイル２１と、固定子コア２２及び固定子コイル２１間を電気絶縁する絶縁シート部材２４とを備えている。この固定子２０は、一対のハウジング部材１０ａ，１０ｂ間で挟持されることによりハウジング１０に固定されている。

固定子コア２２は、円環状の複数の電磁鋼板を軸方向に積層して一体に形成されている。この固定子コア２２は、外周部を構成する円環状のバックコア部２２ａと、バックコア部２２ａから径方向内方へ突出し周方向に所定距離を隔てて配列された複数のティース部２２ｂとを有する。固定子コア２２の隣接する二つのティース部２２ｂの間には、多相の固定子コイル２１を収容できるように、軸方向に貫通するスロット２５が形成されている。実施形態１では、回転子３０の磁極数１６に対応して、２組の３相の固定子コイル２１を収容するように、９６個のスロット２５が周方向に等間隔に配置されている。

固定子コア２２のスロット２５に巻装された固定子コイル２１は、接合端部同士が互いに接合された複数のＵ字形状の導体セグメント２３（図４参照）により構成されている。導体セグメント２３は、図３に示すように、例えば銅やアルミ等の導電性材料よりなる矩形断面の導体２３ａと、内層２３ｃ及び外層２３ｄからなり導体２３ａの外周面を覆う２層構造の絶縁皮膜２３ｂとからなる角線をＵ字形状に折り曲げて形成されている。

この導体セグメント２３は、図４に示すように、一対の直線部２３ｇ、２３ｇとそれぞれの直線部２３ｇ、２３ｇの一端部同士を連結するターン部２３ｈとからなるＵ字形状のものが採用されている。この導体セグメント２３は、一対の直線部２３ｇ、２３ｇが所定のスロットピッチ離れた２個のスロット２５内に軸方向一方側から挿入された後、スロット２５から軸方向他方側の外部に延出する直線部２３ｇ、２３ｇの開放端部が、周方向の何れか一方側へ所定の角度をもって斜めに斜行するように捻られて、半磁極ピッチ分の長さの斜行部２３ｆ（図２参照）が形成される。

そして、固定子コア２２の軸方向他端側において、導体セグメント２３の所定の斜行部２３ｆの端末同士が例えば溶接などにより接合されて所定のパターンで電気的に接続される。これにより、所定の導体セグメント２３が直列に接続されることにより、固定子コア２２のスロット２５に沿って周方向に巻回された３本の相巻線（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）よりなる固定子コイル２１が形成される。この固定子コイル２１の軸方向両端部には、固定子コア２２の軸方向端面２２ｃからそれぞれ軸方向外方に突出するコイルエンド２１ａ，２１ｂが形成されている。

なお、固定子コイル２１の各相について、基本となるＵ字形状のセグメント導体２３により、固定子コア２２の周りを４周する巻線（コイル）が形成される。しかし、固定子コイル２１の各相について、出力用引き出し線及び中性点用引き出し線を一体に有するセグメント、並びに１周目と２周目とを接続するターン部を有するセグメントは、基本となる導体セグメント２３とは異なる異形セグメントで構成される。これら異形セグメントを用いて、固定子コイル２１各相の巻線端が星型結線により結線される。

回転子３０は、ハウジング１０に軸受１１を介して回転可能に両端が支持されたシャフト１３と一体になって回転するもので、ハウジング１０内において、固定子コア２２と所定のエアギャップを介して径方向に対向して同軸状に配置されている。この回転子３０は、ランデル型の回転子コア３１と、回転子コア３１に装備された界磁コイル３６とを含んで構成されている。

ランデル型の回転子コア３１は、図５及び図６に示すように、フロント側及びリア側の一組のポールコア３２を組み合わせて構成されている。各ポールコア３２は、シャフト１３の外周に嵌合固定された円筒状のボス部３３と、ボス部３３の一方の軸方向端面から径方向に延びるディスク部３４と、ディスク部３４の外周部から軸方向に沿ってボス部３３側に延びる複数（実施形態１では８個）の爪状磁極部３５とによって構成されている。各ポールコア３２は、それぞれの爪状磁極部３５を互い違いに向かい合わせるようにして組み付けられている（図６参照）。実施形態１では、各ポールコア３２は、それぞれ８個の爪状磁極部３５をもち、１６極の回転子コア３１を形成している。

図７に示すように、回転子コア３１の軸長Ｌ１は、固定子コア２２の軸長Ｌ２よりも長くされており、回転子コア３１の軸方向両端部が固定子コア２２の軸方向両端面２２ｃからそれぞれ軸方向外方に突出している。そして、各ポールコア３２のディスク部３４の軸方向端面３１ａと爪状磁極部３５の外周面３１ｂとの間には、所定幅で周方向に延びる切り欠き面３１ｃが設けられている。この切り欠き面３１ｃは、軸方向の断面形状がポールコア３２の中心軸線側に向かって凸となる円弧状に湾曲した湾曲面で形成されている。

これにより、周方向に延びる切り欠き面３１ｃの外周面３１ｂ側端部と外周面３１ｂとのなす角度が９０°に近づくように大きくなっている。換言すれば、切り欠き面３１ｃと外周面３１ｂとが交わる角部３１ｄの交差角度が、９０°に近づくように大きくなっている。このように切り欠き面３１ｃが形成されていることによって、切り欠き面３１ｃの外周面３１ｂ側の面が固定子２０から急激に遠ざかるようにされている。また、周方向に延びる切り欠き面３１ｃの軸方向端面３１ａ側端部と軸方向端面３１ａとのなす角度が９０°に近づくように大きくなっている。換言すれば、切り欠き面３１ｃと軸方向端面３１ａとが交わる角部の交差角度が、９０°に近づくように大きくなっている。

この回転子コア３１は、切り欠き面３１ｃと外周面３１ｂとが交わる角部３１ｄが、固定子コア２２の軸方向端面２２ｃよりも軸方向外方に突出しないようにされている。実施形態１の場合には、角部３１ｄと軸方向端面２２ｃの軸方向位置が概ね同じとなるように設定されている。そして、回転子コア３１の軸方向両側の各切り欠き面３１ｃと固定子コイル２１の各コイルエンド２１ａ，２１ｂの根元部との離間距離Ｘが所定値以上となるように設定されている。これにより、回転子コア３１から固定子２０側へ流れる磁束は、固定子コア２２に集中し、コイルエンド２１ａ，２１ｂに流れる漏れ磁束が低減するようにされている。

界磁コイル３６は、絶縁処理された銅線をボス部３３と爪状磁極部３５の間の空間部に円筒状かつ同心状に巻回して構成されている。この界磁コイル３６は、絶縁紙３７を介してポールコア３２の爪状磁極部３５の内径側に適当な圧縮力をもって当接されている。絶縁紙３７は、樹脂を含浸したシートからなり、界磁コイル３６を包囲した状態で加熱処理することによって界磁コイル３６を固着している。これにより、ポールコア３２と界磁コイル３６との間の電気絶縁を担っている。

以上のように構成された実施形態１の車両用の回転電機１は、図８に示すように、車両に搭載される際に、シャフト１３がギアーボックス６１のギアー６１ａ〜６１ｃを介して車軸６２に連結される。そして、エンジン６３の出力軸６３ａと変速機６４を介して連結されたエンジン側の動力伝達軸６５が、ギアーボックス６１のギアー６１ａ〜６１ｃを介して回転電機１及び車軸６２に連結される。この場合、エンジン６３側の動力伝達軸６５と回転電機１側のシャフト１３とのギアー比は、動力伝達軸６５よりもシャフト１３の方が大きくなるように設定されている。実施形態１では、シャフト１３と動力伝達軸６５とのギアー比は、３：１程度に設定されている。

この状態で、電力変換装置５０から供給される電力変換された駆動電流に基づいて固定子２０を励磁させると、その励磁作用によって回転トルク（動力となる場合を含む）が発生して回転子３０が回転する。この場合、回転電機１は電動機として作動する。発生した回転トルクは、回転子３０及びシャフト１３からギアーボックス６１のギアー６１ａ〜６１ｃを介して車軸６２に出力される。

また、電力変換装置５０が電力変換信号を出力せず、かつ、エンジン６３の作動により出力軸６３ａの回転力が、変速機６４、動力伝達軸６５及びギアー６１ｂ，６１ａを介してシャフト１３に伝達された場合には、回転子３０も回転するので、固定子２０の固定子コイル２１に逆起電力が発生する。発生した逆起電力（回生電力）は、電力変換装置５０を介してバッテリに充電することができる。この場合、回転電機１は発電機として作動する。

以上のように、実施形態１の回転電機１によれば、回転子コア３１は、軸方向端面３１ａと外周面３１ｂとの間に切り欠き面３１ｃを有し、切り欠き面３１ｃと外周面３１ｂとが交わる角部３１ｄが、固定子コア２２の軸方向端面２２ｃよりも軸方向外方に突出しないようにされている。そのため、回転子コア３１から固定子２０側へ流れる磁束は、固定子コア２２に集中し、コイルエンド２１ａ，２１ｂに流れる漏れ磁束が低減するため、渦電流損の発生を確実に低減させることができる。

特に、実施形態１では、回転電機１のシャフト１３とエンジン６３側の動力伝達軸６５とのギアー比が３：１程度に設定されていることから、回転子３０が高速で回転することがある。回転子３０が高速で回転する場合には、回転電機１の電流周波数が高くなるため、渦電流損が大きくなる。そのため、実施形態１の回転子コア３１は、上記のように、角部３１ｄが固定子コア２２の軸方向端面２２ｃよりも軸方向外方に突出しないようにされていることで、上記の効果を確実に且つ極めて有効に発揮させることができる。

また、実施形態１では、固定子コイル２１を構成する導体セグメント２３は、矩形断面の導電性材料よりなる導体２３ａと、導体２３ａの外周面を覆う絶縁皮膜２３ｂとからなる角線で形成されている。そのため、導体セグメント２３は、スロット２５に収容される導体セグメント２３の占積率が最も高く、最も渦電流損が発生し易い形状であるため、本発明の優れた効果を十分に発揮させることができる。

また、実施形態１では、固定子コイル２１のコイルエンド２１ａ，２１ｂの根元部と切り欠き面３１ｃとの離間距離Ｘが角部３１ｄとコイルエンド２１ａ，２１ｂの離間距離以上とされている。これにより、回転子コア３１からコイルエンド２１ａ，２１ｂに流れる漏れ磁束の密度が固定子コア２２のスロット２５内の磁束密度と同じ程度になるため、磁気シールドされた固定子コア２２のスロット２５内の磁束と同じレベルの低密度にすることができる。この効果は、本願発明者が実施形態１の回転電機１について行った試験の測定結果（図９）から裏付けられる。

この試験では、図１０に示すように、固定子コア２２の軸方向端面２２ｃから軸方向外方に突出するコイルエンド２１ａの根元部と、回転子コア３１の切り欠き面３１ｃとの離間距離Ｘを変化させて、磁束密度Ｂ１を測定したところ、図９に示す結果が得られた。

図９から明らかなように、最短の離間距離Ｘが角部３１ｄとコイルエンド２１ａ，２１ｂとの所定距離Ｘ１のときの磁束密度Ｂ１と固定子コア２２のスロット２５内の磁束密度Ｂと同じであった。そして、離間距離ＸがＸ１から次第に小さくなるにつれて、磁束密度Ｂ１は次第に増加している。この場合には、回転子コア３１からコイルエンド２１ａに流れる磁束漏れを固定子コア２２で十分に磁気シールドしきれていないことが解る。逆に、離間距離Ｘが角部３１ｄとコイルエンド２１ａ，２１ｂの離間距離Ｘ１から次第に大きくなるにつれて、磁束密度Ｂ１は次第に減少している。これにより、離間距離Ｘを角部３１ｄとコイルエンド２１ａ，２１ｂの離間距離Ｘ１以上にすれば、スロット２５内の磁束密度と同じレベル以上の低密度にできることが解った。

〔実施形態２〕
実施形態２に係る回転電機は、実施形態１の回転電機１と基本的構成が同じであるが、ランデル型の回転子コア３１に設けられる切り欠き面３１ｃの形状が、実施形態１のものと異なる。よって、実施形態１と共通する部材や構成についての詳しい説明は省略し、以下、異なる点及び重要な点を説明する。なお、実施形態１と共通する部材については同じ符号を用いる。

実施形態２の回転子コア３１は、実施形態１と同じランデル型のものであって、図１１に示すように、フロント側及びリア側の一組のポールコア３２を組み合わせて構成されている。各ポールコア３２は、実施形態１と同様に、ボス部３３と、ディスク部３４と、８個の爪状磁極部３５とにより構成されて、それぞれの爪状磁極部３５を互い違いに向かい合わせるようにして組み付けられている。

図１２に示すように、回転子コア３１の軸長Ｌ１は、固定子コア２２の軸長Ｌ２よりも長くされており、回転子コア３１の軸方向両端部が固定子コア２２の軸方向端面２２ｃからそれぞれ軸方向外方に突出している。そして、各ポールコア３２のディスク部３４の軸方向端面３１ａと爪状磁極部３５の外周面３１ｂとの間には、所定幅で周方向に延びる切り欠き面３１ｃが設けられている。この切り欠き面３１ｃは、実施形態１では、軸方向の断面形状が円弧状に湾曲した湾曲面で形成されていたのに対して、実施形態２では、軸方向の断面形状が直線状に延びる傾斜面で形成されている点で異なる。

この回転子コア３１は、実施形態１と同様に、切り欠き面３１ｃと外周面３１ｂとが交わる角部３１ｄが、固定子コア２２の軸方向端面２２ｃよりも軸方向外方に突出しないようにされている。実施形態２の場合にも、角部３１ｄと軸方向端面２２ｃの軸方向位置が概ね同じとなるように設定されている。そして、実施形態１と同様に、回転子コア３１の軸方向両側の各切り欠き面３１ｃと固定子コイル２１の各コイルエンド２１ａ，２１ｂの根元部との離間距離Ｘが、角部３１ｄとコイルエンド２１ａ，２１ｂの離間距離Ｘ１以上となるように設定されている。これにより、回転子コア３１から固定子２０側へ流れる磁束は、固定子コア２２に集中し、コイルエンド２１ａ，２１ｂに流れる漏れ磁束が低減するようにされている。

以上のように構成された実施形態２の回転電機は、実施形態１と同様の作用及び効果を奏する。特に、実施形態２では、各ポールコア３２に設けられた切り欠き面３１ｃが、軸方向の断面形状が直線状に延びる傾斜面で形成されているので、切り欠き面３１ｃを容易に形成することができる。

〔実施形態３〕
実施形態３に係る回転電機２は、実施形態１の回転電機１がランデル型の回転子コア３１を有するタイプのものであるのに対して、回転子コア３１の内部に永久磁石３９を埋め込んだ構造を有するタイプのものである点で異なる。よって、実施形態１と共通する部材や構成についての詳しい説明は省略し、以下、異なる点及び重要な点を説明する。なお、実施形態１と共通する部材については同じ符号を用いる。

実施形態３の回転子３０は、図１３に示すように、ハウジング１０に軸受１１を介して回転可能に両端が支持されたシャフト１３と一体になって回転するもので、ハウジング１０内において、固定子コア２２の内周側に所定のエアギャップを介して固定子コア２２と同軸状に配置されている。この回転子３０は、回転軸１３が圧入される軸孔３０ａ及び周方向に配列された複数の磁石収容孔３８を有する回転子コア３１と、各磁石収容孔３８にそれぞれ収容されて周方向に極性が交互に異なる磁極を形成する複数の永久磁石３９と、を備えている。

回転子コア３１は、中央に回転軸１３が圧入される軸孔３０ａを有する円環状の電磁鋼板を軸方向に複数積層して厚肉円筒状に形成されている。図１４に示すように、回転子コア３１の軸長Ｌ１は、固定子コア２２の軸長Ｌ２よりも長くされており、回転子コア３１の軸方向両端部が固定子コア２２の軸方向端面２２ｃからそれぞれ軸方向外方に突出している。そして、回転子コア３１の軸方向端面３１ａと外周面３１ｂとの間には、所定幅で周方向に延びる切り欠き面３１ｃが設けられている。この切り欠き面３１ｃは、軸方向の断面形状がＬ字形状となる直線状の２つの面で形成されている。

これにより、周方向に延びる切り欠き面３１ｃの外周面３１ｂ側の平面は、外周面３１ｂと９０°の角度で交差するようになっている。このように切り欠き面３１ｃが形成されていることによって、切り欠き面３１ｃの外周面３１ｂ側の面が固定子２０から急激に遠ざかるようにされている。また、周方向に延びる切り欠き面３１ｃの軸方向端面３１ａ側の面は、軸方向端面３１ａと９０°の角度で交差するようになっている。

この回転子コア３１は、実施形態１と同様に、切り欠き面３１ｃと外周面３１ｂとが交わる角部３１ｄが、固定子コア２２の軸方向端面２２ｃよりも軸方向外方に突出しないようにされている。また、実施形態３の場合にも、角部３１ｄと軸方向端面２２ｃの軸方向位置が概ね同じとなるように設定されている。そして、実施形態１と同様に、回転子コア３１の軸方向両側の各切り欠き面３１ｃと固定子コイル２１の各コイルエンド２１ａ，２１ｂの根元部との離間距離Ｘが、１０．３ｍｍ以上となるように設定されている。これにより、回転子コア３１から固定子２０側へ流れる磁束は、固定子コア２２に集中し、コイルエンド２１ａ，２１ｂに流れる漏れ磁束が低減するようにされている。

以上のように構成された実施形態３の回転電機２は、実施形態１と同様の作用及び効果を奏する。特に、実施形態３の回転電機２は、回転子コア３１の内部に永久磁石３９を埋め込んだ構造を有するタイプのものであるため、回転子３０の磁化によるリラクタンストルクと永久磁石３９の磁化によるトルクの両方を利用することができ、高効率となる。

また、回転子コア３１に設けられた切り欠き面３１ｃが、軸方向の断面形状がＬ字形状となる直線状の２つの面で形成されているので、切り欠き面３１ｃを容易に形成することができる。

〔他の実施形態〕
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。

例えば、回転子コア３１に設けられる切り欠き面３１ｃの軸方向の断面形状や傾斜角度、或いは回転子コア３１や固定子コア２２の軸長Ｌ１，Ｌ２等は、回転電機の仕様によって適宜変更することが可能である。

また、上記の実施形態１〜３では、本発明に係る回転電機を車両用の電動発電機に適用した例を説明したが、本発明は、車両に搭載されて、発電機又は電動機として単独の機能で使用する回転電機にも適用することができる。

１，２…回転電機、２０…固定子、２１…固定子コイル、２１ａ，２１ｂ…コイルエンド、２２…固定子コア、２２ｃ…軸方向端面、２３…導体セグメント（導線）、２３ａ…導体、２３ｂ…絶縁皮膜、３０…回転子、３１…回転子コア、３１ａ…軸方向端面、３１ｂ…外周面、３１ｃ…切り欠き面、３１ｄ…角部、３６…界磁コイル、３９…永久磁石、６１…ギアーボックス、６１ａ〜６１ｃ…ギアー、６２…車軸、６３…エンジン、６５…動力伝達軸。

Claims

回転子コア（３１）及び前記回転子コアに装備された界磁コイル（３６）又は永久磁石（３９）を有する回転子（３０）と、前記回転子コアと径方向に対向して同軸状に配置された固定子コア（２２）及び前記固定子コアに巻装された固定子コイル（２１）を有する固定子（２０）と、を備え、前記回転子コアの軸方向両端部が前記固定子コアの軸方向両端面からそれぞれ軸方向外方に突出している回転電機において、
前記回転子コアは、軸方向端面（３１ａ）と外周面（３１ｂ）との間に軸方向の断面形状が円弧状に湾曲した又はＬ字形状となる切り欠き面（３１ｃ）を有し、前記切り欠き面と前記外周面とが交わる角部（３１ｄ）が前記固定子コアの軸方向端面（２２ｃ）よりも軸方向外方に突出しないように、かつ、前記切り欠き面が前記外周面と９０°の角度で交差するようにされていることを特徴とする回転電機。
前記固定子コイルは、軸方向両端部に、前記固定子コアの軸方向端面から軸方向外方に突出するコイルエンド（２１ａ，２１ｂ）を有し、前記コイルエンドの根元部と前記切り欠き面との離間距離Ｘが、前記角部と前記コイルエンドの根元部との離間距離以上に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
前記固定子コイルは、軸方向両端部に、前記固定子コアの軸方向端面から軸方向外方に突出するコイルエンド（２１ａ，２１ｂ）を有し、前記コイルエンドの根元部と前記切り欠き面との離間距離Ｘは、前記固定子コアの前記固定子コイルが収容されるスロット（２５）内の磁束よりも小さくなる所定距離以上に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
前記固定子コイルを構成する導線（２３）は、矩形断面の導電性材料よりなる導体（２３ａ）と、前記導体の外周面を覆う絶縁皮膜（２３ｂ）とからなる角線であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の回転電機。
請求項１〜４の何れか一項に記載の車両用の回転電機であって、前記回転電機のシャフト（１３）がギアーボックス（６１）のギアー（６１ａ〜６１ｃ）を介して車軸（６２）に連結されており、前記ギアーボックスの前記ギアーを介して前記車軸に連結されたエンジン（６３）側の動力伝達軸（６５）と前記シャフトとのギアー比が、前記動力伝達軸よりも前記シャフトの方が大きくなるように設定されていることを特徴とする回転電機。