明 細 書

発明の名称 ： 回転電機および車両

技術分野

[0001 ] 本発明は、 回転電機および車両に関する。

背景技術

[0002] 高電圧機器向けの回転電機では、 固定子コイルが固定子コアのスロッ トに 収納されており、 コイルとコアとの電気絶縁は、 一般にマイカテープと樹脂 から成るコイル絶縁層によつて担われる。 コイル絶縁層を上記のような構成 とする理由は、 課電による部分放電の抑制と、 熱劣化時における絶縁性能の 冗長性確保である。

[0003] 振動や騒音、 損失の低減を図る目的で、 巻線方式としては一般に分布巻が 採用されている。 分布巻では固定子が作り出す回転磁界の空間 分布を正弦波 に近づけることが可能なため、 集中巻と比較して上記目的を達成しやすい。 また、 固定子コイルの軸方向端部 （以下、 コイルエンドと呼称） を規則的に 整列する目的で、 2層重ね巻と呼ばれる構成が採用されている� � 2層重ね巻 では、 コイルは 1スロッ トあたり 2層に分かれて配置され、 特許文献 1記載 のように、 1層ごとに前述の絶縁層を設けている。

[0004] コイルの製作方法は、 導体をレーストラック状に複数回巻き回した 後に成 形する方法が一般的である。 成形したコイルにマイカテープを巻き付けて コ イル 1層分とする。 絶縁層を構成する樹脂の充填方式は 2つあり、 1つはコ イル成形時に樹脂を硬化させ、 その後にスロッ トに格納するプリプレグ方式 で、 もう 1つはコイルをスロッ トに収納した後に樹脂を含浸硬化する全含浸 方式である。 いずれの方式においても、 コイルは固定子コアの内周側からス ロッ トに 1層ずつ格納されるため、 才ープンスロッ トと呼ばれるスロッ ト形 状となる。 また、 コイルの脱落防止を目的にスロッ ト開口部には楔が揷入さ れる。

[0005] 上述した製造方法では、 コイル 1層分が複数の導体を積み重ねて構成され 〇 2020/174926 2 卩（：170? 2020 /001592

るため、 導体の積層高さが増大し、 コイルエンド部においてコイル同士が干 渉する。 これを回避するためには、 スロッ ト間を渡るコイルの折れ曲り部を コイルエンド軸方向に逃がす構成が必要とな る。 しかしながら、 この構成に よって回転電機の軸方向サイズが増加するた め、 回転電機の大型化、 重量増 加およびコスト増加を招く課題があった。 また、 才ープンスロッ ト形状とな るため、 スロッ ト高調波と呼ばれる高調波成分が回転磁界の 空間分布に重畳 され、 振動や騒音、 損失のさらなる低減を困難とする課題があっ た。

[0006] この課題解決を図る従来技術として、 特許文献 2記載のように固定子スロ ッ ト内で嵌合構造を形成し、 当該部でコイル導体を接合する方法がある 先行技術文献

特許文献

[0007] 特許文献 1 :特開 2 0 1 7 _ 1 6 3 7 2 7号公報

特許文献 2 :特開 2 0 1 5 _ 0 2 3 7 7 1号公報 発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0008] しかしながら、 特許文献 2に記載の技術では、 嵌合作業性と長期信頼性の トレードオフを解決できない。 具体的に、 固定子コイル導体を全数に渡って 嵌合する作業を考えると、 嵌合部のクリアランスを大きく して嵌めやすくす ることが望ましいが、 これでは組立後に嵌合部が抜けやすくなるほ か、 接触 抵抗のバラつきが大きくなるためモータの信 頼性を確保できない。 一方で、 嵌合部のクリアランスを小さくすると、 嵌合が困難となり電気導通を確保で きないケースがあるほか、 嵌合方向に力を加える必要が生じるので、 嵌合部 の変形が発生して電気導通を確保できなくな るなど、 いずれにしても信頼性 の確保が困難となる。 また、 嵌めやすく抜けにくくなるような公差管理を 仮 に実現できたとしても、 これに要する生産管理コストが甚大となるた め製品 価格の高騰を招く。 さらに、 樹脂を含浸する工程において嵌合部のクリア ラ ンスに樹脂が入り込み、 電気導通を確保できなくなる課題がある。 〇 2020/174926 3 卩（：170? 2020 /001592

［0009］ 本発明の目的は、 上記事情に鑑み、 小型 ·軽量 ·低コストで信頼性の高い 回転電機および車両を提供することにある。

課題を解決するための手段

［0010］ 上記目的を達成するための本発明の一態様は 、 複数のコイルが巻回された 固定子と、 固定子に対して所定のギャップを空けて回転 自由に設けられた回 転子とを備える回転電機において、 固定子の内部に設けられ、 コイルの一部 を収納するスロッ トと、 スロッ トの内壁に設けられた絶縁層と、 絶縁層とコ イルとの間に設けられた加熱膨張性シートと を有し、 コイルは、 第 1の導体 および第 2の導体を有し、 第 1の導体および第 2の導体は、 それぞれ、 少な くとも 2つの導体を、 長手方向の端部をずらして段差を有するよう に組み合 わされた物であり、 段差を埋めるように、 第 1の導体の段差と第 2の導体の 段差がスロッ トの内部で接続されていることを特徴とする 。

［001 1］ 本発明のより具体的な構成は、 特許請求の範囲に記載される。

発明の効果

［0012］ 本発明によれば小型 ·軽量 ·低コストで信頼性の高い回転電機および車� �� を提供できる。 上記した以外の課題、 構成及び効果は、 以下の実施形態の説 明により明らかにされる。

図面の簡単な説明

［0013］ ［図 1］実施例 1の回転電機の半断面図

［図 2］実施例 1のコイルの断面図

［図 3］実施例 1のコイル導体の接続方法を説明する模式図

［図 4］実施例 1のコイルの組立て方法を説明する模式図

［図 5八］実施例 1のコイルの組立て状態を表す模式図

［図 58］図 5八のコイルを拡大する模式図

［図 6］実施例 1のコイルと従来のコイルのコイルエンド長� �を比較する側面図 ［図 7］実施例 2の回転電機を構成するコイル導体の接続方� �を説明する模式図 ［図 8］実施例 3の車両の模式図

［図 9］従来の回転電機を構成するコイルの断面� � 〇 2020/174926 4 卩（：170? 2020 /001592

［図 10八］従来のコイルの組立て状態を表す模式� ��

［図 108］図 1 0八のコイルを取り出した図

［図 1 1八］コイル 1巻の一例を示す模式図

［図 1 18］コイル 1巻の他の例を示す模式図

発明を実施するための形態

［0014］ 以下、 本発明の実施例について図面を参照して説明 する。 以下の説明では 、 同一の構成要素には同一の記号を付してある 。 それらの名称および機能は 同じであり、 重複説明は避ける。

［0015］ 本発明では、 「コイル」 の定義を、 「亀甲巻の 1巻」 、 または 「波巻の 1 サイクル」 とする。 したがって、 例えばコイルが 4回巻き回された構成にお いては、 4巻のコイルと表現する。 図 1 1 八はコイル 1巻の一例を示す模式 図であり、 図 1 1 巳はコイル 1巻の他の例を示す模式図である。 「コイルが 固定子コアの内部に接続部を有する構成」 の定義を、 図 1 1 八または 1 1 巳 の構成とする。 また、 1巻のコイルが複数の導体で構成される場合� �、 特に 断りのない限り複数導体をまとめて 「コイル導体」 と呼ぶ。

［0016］ また、 亀甲巻においては 2層巻を想定し、 1層あたりのコイルを 「コイル

1層分」 と表現する。 一方で波巻においては、 2巻のコイルで 1層を構成す るため、 これを 「コイル 1層分」 と表現する。 したがって、 例えば 1スロッ 卜に 8巻のコイル導体が格納されている場合、 亀甲巻では 4巻のコイル導体 がコイル 1層分となり、 1スロッ トあたりコイル 2層分で構成される。 波卷 においては 2巻のコイル導体がコイル 1層分となり、 1スロッ トあたりコイ ル 4層分で構成される。

［0017］ また、 以下の説明では一般産業、 鉄道、 建機、 自動車向けなどの高電圧電 動機、 および風力発電機などの高電圧発電機に代表 される回転電機を対象と しているが、 本発明の効果はこれに限定されるものではな く、 回転電機全般 に適用可能である。

［0018］ 回転機は誘導機、 永久磁石同期機、 卷線型同期機、 シンクロナスリラクタ ンス回転機および自己始動型同期機でもよい 。 また、 以下の説明では内転型 〇 2020/174926 5 卩（：170? 2020 /001592

の回転電機を対象としているが、 外転型の回転電機でもよい。 コイル導体の 材質は銅でも良いしアルミでもよいし、 その他の導電材料でもよい。

実施例 1

[0019] 以下、 図 1〜 6を用いて、 本発明の第 1の実施例について説明する。 図 1 は実施例 1の回転電機の半断面図である。 図 1は、 本発明の実施例 1 による 回転電機 1の軸方向に沿った断面図であり、 回転電機 1の径方向の半分を示 している。 図 1 に示すように、 回転電機 1は、 固定子 2と、 回転子 3と、 固 定子 2と回転子 3との外側に設置されたフレーム （ハウジング 1 1 と、 カバ - 2 1 と、 エンドプラケッ ト 9） を備える。

[0020] 固定子 2は、 固定子鉄心 4と、 固定子鉄心 4に巻回された多相の固定子巻 線 （固定子コイル） 5を備える。 固定子鉄心 4は、 図示していないが、 環状 のヨーク鉄心から径方向に突出した複数のテ ィース鉄心を備える。

[0021 ] 回転子 3は、 回転子鉄心 7と、 押さえ板 1 5と、 シャフト 8と、 軸方向の 両端部に設けられた軸受 1 〇を備え、 固定子 2の径方向の内側に固定子 2と 対向して設けられる。 回転子 3と固定子 2との間には、 空隙が設けられる。 回転子鉄心 7は、 導体からなる回転子導体棒 1 3を収容した複数の回転子ス ロッ ト 6を備える。 回転子導体棒 1 3は、 回転子 3の両軸端部でエンドリン グ 1 4と接続する。 押さえ板 1 5は、 回転子鉄心 7を軸方向の両端部で軸方 向に押圧して固定する。 シャフト 8は、 回転電機 1の回転軸であり、 軸受 1 0により回転可能に支持されている。

[0022] 軸受 1 0の周囲には、 グリースポケッ ト 2 3が設けられている。 グリース ポケッ ト 2 3は、 潤滑剤保持部で、 軸受 1 0に供給される潤滑剤であるグリ —スが充填されており、 軸受 1 〇にグリースを供給可能な構造 （例えば、 熱 で温められたグリースが流れて軸受 1 〇に供給される構造） を備える。 本実 施例では、 グリースポケッ ト 2 3は

、 軸受 1 〇に対して軸方向の片側 （機内側） に設けられている。

[0023] フレームは、 ハウジング 1 1 と、 カバー 2 1 と、 エンドブラケッ ト 9を備 える。 ハウジング 1 1は、 その内周面で固定子鉄心 4を保持する。 カバー 2 〇 2020/174926 6 卩（：170? 2020 /001592

1は、 ハウジング 1 1の軸方向の一端部に固定されており、 軸方向の一端部 の軸受 1 〇を支持する。 エンドブラケッ ト 9は、 ハウジング 1 1の軸方向の 他端部に固定されており、 軸方向の他端部の軸受 1 〇を支持する。

[0024] 回転電機 1は、 軸受 1 〇に対して軸方向の機外側に、 軸受 1 〇を冷却する ための冷却風を発生させるファン 2 0を備える。 フレームは、 図示しないが 、 ファン 2 0が発生させた冷却風が通過する通気孔を備� �る。

[0025] 続いて、 固定子コイル 5について説明する。 図 5八は実施例 1のコイルの 組立て状態を表す模式図であり、 図 5巳は図 5八のコイルを拡大する模式図 である。 図 5八および図 5巳に示すように、 コイル 2 0 1の一部が、 固定子 1 0 0のスロッ ト 1 0 2の内部に収納されている。 各スロッ ト間には、 テイ —ス 1 0 3が配置されている。

[0026] ここで、 本実施例を詳述する前に、 従来技術の固定子コイルの全体構成と 課題について、 図 9、 図 1 〇八および図 1 0巳を用いて説明する。 図 9は従 来の回転電機を構成するコイルの断面図であ り、 図 1 0八は従来のコイルの 組立て状態を表す説明図であり、 図 1 0巳は図 1 0八のコイルを取り出した 図である。

[0027] 図 1 0八において、 固定子 5 0 0は周方向に複数のスロッ ト 5 0 2を有し ており、 才ープンスロッ ト形状を有している。 スロッ ト 5 0 2の内部には、 コイル 1層分 6 0 0が 1スロッ トにつき 2つ格納されており、 亀甲卷コイル を用いた分布巻 · 2層重ね巻の構造となっている。 固定子 5 0 0の内側には 、 図示しないが、 ギャップを介して、 周方向に回転自由に設けられた内転型 回転子が配置される。

[0028] 図 1 0八に示すように、 2層重ね巻では、 コイルエンドが規則的に整列さ れる。 コイル 1層分の製作方法は、 導体をレーストラック状に複数回巻き回 した後に、 図 1 〇巳のように成形する方法が一般的である。 この方法では、 コイル 1層分が複数の導体を積み重ねて構成される� �め、 導体の積層高さが 増大し、 コイルエンド部においてコイル同士が干渉す る。 これを回避するた めには、 図 1 〇八および図 1 〇巳の 「巳」 で示す部分のように、 スロッ ト間 〇 2020/174926 7 卩（：170? 2020 /001592

を渡るコイルの折れ曲り部を、 コイルエンド軸方向に逃がす構成が必要とな る。 しかしながら、 この構成によって回転電機の軸方向サイズが 増加するた め、 回転電機の大型化、 重量増加およびコスト増加を招く課題があっ た。

[0029] 図 9は従来の回転電機を構成するコイルの断面� �である。 ここでは、 1ス ロッ トに 8巻のコイル導体 601、 6 1 1、 62 1、 63 1、 64 1、 65

I、 66 1、 67 1が揷入されている。 1巻のコイル導体は、 交流銅損を低 減する目的で 2段の扁平角線で構成しており、 例えばコイル導体 601は 6 01 ₃ と 601 匕を並列接続して 1巻を構成する。

[0030] 導体 601 3と 601 匕との間の絶縁を確保するために、 それぞれの導体 はエポキシ樹脂等の絶縁皮膜でコーティング される。 コイル導体 601、 6

I I、 62 1、 63 1が亀甲巻コイル 1層分を構成し、 底コイル 6003と して配置される。 同様に、 コイル導体 64 1、 65 1、 66 1、 67 1が亀 甲巻コイル 1層分を構成し、 上コイル 600匕として配置される。

[0031] コイル 1層分には、 マイカ等から成る絶縁層 5063および 506匕がそ れぞれ巻き付けられている。 また、 コイルの脱落防止を目的にスロッ ト開口 部 5023に楔 505が揷入される。 さらに、 絶縁樹脂 507がプリプレグ 方式または全含浸方式にて充填される。

この構成においては、 スロッ ト開口部 5023が才ープンスロッ ト形状とな るため、 スロッ ト高調波と呼ばれる高調波成分が回転磁界の 空間分布に重畳 され、 振動や騒音、 損失の低減を困難とする課題がある。 また、 楔 505を 挿入する作業が必要となるため、 製造コストの増大を招く課題がある。

[0032] なお、 異なる従来技術の形態として、 固定子スロッ ト内で嵌合構造を形成 し、 当該部でコイル導体を接合する方法があるが 、 嵌合作業性と長期信頼性 のトレードオフを解決できない欠点があった 。 本発明はこれらの課題を解決 するものであり、 その具体的な解決手段と原理について図 2および 3を用い て説明する。

[0033] 図 2は実施例 1のコイルの断面図である。 図 2において、 従来技術と異な る主な点は、 コイル導体 201、 2 1 1、 22 1、 23 1、 24 1、 25 1 〇 2020/174926 8 卩（：170? 2020 /001592

、 26 1、 27 1がそれぞれ軸方向中央で分割され、 軸方向奥行側に対とな るコイル導体 202、 2 1 2、 222、 232、 242、 252、 262、

272を有する点と、 各コイル導体が加熱膨張性シート 401、 4 1 1 , 4 2 1、 43 1、 44 1、 45 1、 46 1、 47 1で覆われる点と、 スロッ ト 開口部がオープンスロッ ト形状ではなく半閉スロッ ト形状で構成される点と 、 1巻のコイル導体が亀甲卷ではなく波巻で構� �される点である。

[0034] 図 3は実施例 1のコイル導体の接続方法を説明する模式図� �ある。 図 3は 、 図 2に示した 1巻のコイル導体 201 を例に採り、 このスロッ ト内部にお ける構成にフォーカスしたものであり、 図 3 （匕） と図 2は同一の状態を示 す。 図 3 （3） に示すように、 1巻のコイル導体 201 と 202は、 軸方向 中央で上下に分割されている。 すなわち、 コイル導体は、 第 1の導体 201 と第 2の導体 202で構成されている。 そして、 第 1の導体 201 と第 2の 導体 202は、 少なくとも 2つの導体が、 長手方向の端部をずらして段差 （ !_字型の段差） を有するように組み合わされた物となってい る。 図 3 （a） では、 上半分の導体 （第 1の導体） は導体 201 ₃ と導体 201 匕で、 下半 分の導体 （第 2の層体） は導体 202 ₃ と導体 202匕で構成されている。

[0035] 図 3に示すように、 第 1の導体 201 と第 2の導体 202のそれぞれの段 差を埋めるように接続し、 加熱膨張性シート 401の内部に収納されている 。 導体 202は加熱膨張性シート 401で覆われており、 導体 202と加熱 膨張性シート 401 を組み合わせた状態で固定子スロッ トにセッ トしておき 、 そこに導体 201 を上から揷入する。 絶縁層 1 063, 1 06匕は、 コイ ルのスロッ トに収納された部分を囲む環状構造を有して いる。 絶縁層 1 06 3および 1 06匕としては、 マイカテープを用いることができる。 従来、 マ イカテープはコイル表面に巻きつけて使うの が一般的であるが、 本実施例で は複数のコイルを、 予め用意した箱型の絶縁層 1 〇 6 1 06匕で囲んで いる。 この構成により、 マイカテープを巻きつける作業が無くなるの で製作 工程を圧縮できる。

[0036] 導体 201 と導体 202との接続部は、 導電性の部材 （例えば、 導電性メ 〇 2020/174926 9 卩（：170? 2020 /001592

ッキ） で表面処理がされており、 図 3 （匕） に示すように、 導体 2 0 1 3の 導電性メッキ部 3 0 1 8は、 導体 2 0 1 の導電性メッキ部 3 0 1 13と対向 し、 かつ、 導体 2 0 2 ₃ の導電性メッキ部 3 0 2 ₃ と対向する。 さらに、 導 体 2 0 2 3の導電性メッキ部 3 0 2 3は、 導体 2 0 2匕の導電性メッキ部 3 0 2匕とも対向する。 なお、 表面処理は、 導電性メッキではなく、 ナノ粒子 結合や導電性ぺーストなどを用いてもよい。

[0037] この状態で固定子コイルを加熱すると、 加熱膨張性シート 4 0 1が膨らむ ため、 図 3 （〇） に示すように導体 2 0 1 3と導体 2 0 1 匕の導電性メッキ 部とが互いに接触する （密着する） 方向に圧力が発生し、 同様に導体 2 0 1 3と導体 2 0 2 3、 導体 2 0 2 3と導体 2 0 2匕の導電性メッキ部が互いに 密着する。 結果として、 それぞれの導電性メッキ部が径方向に面接触 する状 態が形成され、 元々バラバラだった導体 2 0 1 13、 2 0 2 ₃ 、 2 0 2匕の電気的導通が確保される。

[0038] 固定子コイルの組立時においては、 コイル導体を全スロッ トに揷入した後 に一括して加熱することで、 全スロッ トにおいて前述と同様の効果を得るこ とができる。 さらにその後の工程として、 絶縁樹脂 1 0 7を全含浸方式にて 充填することで、 熱劣化時における絶縁性能の冗長性も確保さ れる。

[0039] この方法であれば、 固定子スロッ トにコイル導体を揷入する段階において は、 加熱性膨張シートが膨張する前なので、 十分な嵌合クリアランスを確保 することができ、 コイルの揷入、 接続作業を極めて容易に実施できる。 また 、 コイル導体の接続部は、 2つのコイル導体の端部をずらして組み合わ� �て いるだけなので、 1つのコイル導体の端部に機械加工等で嵌合� �造を設ける 場合よりも、 非常に簡単なプロセスで嵌合構造を作製する ことができる。 接 続部は導電性メッキ処理を施すのみで良いの で、 高精度な公差管理は一切必 要なく、 製作コストを大幅に抑制することが可能とな る。 また、 コイル揷入 後の引き曲げや溶接などの後工程が不要なほ か、 嵌合方向に力を加える必要 が無いのでコイルの変形を招くこともなく、 製品信頼性を大幅に向上するこ とができる。 〇 2020/174926 10 卩（：170? 2020 /001592

[0040] また、 加熱膨張性シートの膨張圧力によって、 スロッ ト内部で対向するコ イル導体同士が押しつけられるように加圧さ れ、 接続部の面接触が安定的に 維持されるため、 長期的な電磁振動を考慮しても接続部が抜け ることはなく 、 高い信頼性を確保できる。 さらに、 スロッ ト開口部 1 0 2 3が半閉スロッ 卜形状となるため、 スロッ ト高調波成分を低減でき、 振動や騒音、 損失のさ らなる低減が可能となる。

[0041 ] なお、 図示した態様では、 コイル導体 2 0 1、 2 0 2等が加熱膨張性シー 卜 4 0 1で覆われているが、 コイル導体の導電性メッキ部同士が押しつけ ら れるように加圧される位置に加熱膨張性シー ト 4 0 1が設けられればよく、 加熱膨張性シート 4 0 1がコイル 2 0 1、 2 0 2の全周を覆っていなくても よい。

[0042] 加熱膨張性を備えたシートは、 シートの基材として、 加熱により接着性を 発揮する樹脂 （例えば、 エポキシ樹脂） の内部に、 液化炭酸ガスなどが封入 された膨張フイラーを混入し、 シート化したものや、 発泡ウレタンをシート 化したものを用いることができる。 シートの形態は、 コイル 1巻ごとに膨張 圧力を与えられる構成であれば、 図 2、 図 3の形態に限定されるものではな く、 スロッ ト形状に合わせたボビンで構成し、 コイル導体ごとに仕切りを設 けるなどしても良い。 また、 図 2に示した絶縁層 1 0 6 8、 1 0 6 を糸且合 せて構成してもよい。

[0043] 図 4は本発明の実施例 1のコイルの組立て方法を説明する模式図で� �る。

図 4 （a） に示すように、 絶縁層 1 0 6 8と 1 0 6 匕を予め設置し、 そこに 入れ子となるように加熱膨張性シート 4 0 1、 4 0 2 、 4 4 1、 4 5 1 をセッ トして、 絶縁層と加熱膨張性シートを一体として構成 する。 これをス ロッ ト 1 0 2に揷入した後、 コイル導体 2 0 1 を上から揷入し、 同様にコイ ル導体 2 0 2 （図 4では図示していない） を下から揷入しても良い。

[0044] 図 4 （匕） は、 コア 1 0 1 へ絶縁層 1 0 6 3 , 1 0 6 匕を組み付け後の状 態を示す。 絶縁層 1 0 6 3 , 1 0 6 は、 スロッ ト 1 0 2の軸方向の端面よ りも、 軸方向外側に突出していることが望ましい。 これは、 スロッ ト 1 0 2 〇 2020/174926 1 1 卩（：170? 2020 /001592

の軸方向端面がエッジとなりコイルの絶縁 皮膜を損傷する恐れがあるためで ある。 言い換えると、 絶縁層 1 0 6 8 , 1 0 6 をエッジ保護のために活用 することができる。 また、 図 3 （1〇） に示すスロッ ト内の導体の接続部であ るメッキ部 3 0 1 3 0 1 匕に塵埃や水分が混入すると、 絶縁不良や導通 不良を招く恐れがあるため、 スロッ ト 1 0 2の軸方向端面部は、 導体 2 0 1 とスロッ ト 1 0 2の間隙および導体 2 0 1 と加熱膨張性シートとの間隙を埋 めるようにシールされることが望ましい。 このような構成とすることで、 長 期信頼性を一層向上させることができる。

[0045] さらに、 コイル導体 2 0 1のうちコイルエンドとなる部分には、 保護テー プ 1 0 8を巻き回すことで長期信頼性を向上するこ� �ができる。 また、 保護 テープ 1 0 8によって、 上述したスロッ ト 1 0 2の軸方向端面エッジによる コイル絶縁皮膜損傷を防止することができる 。 保護テープ 1 0 8の材質は絶 縁層 1 0 6の材質と同一にしても良いし、 その他の材質でも良い。

[0046] また、 保護テープ 1 0 8の厚みは、 加熱膨張性シート 4 0 1の加熱後の厚 みよりも小さくすることが望ましい。 このような構成とすることで、 加熱膨 張性シート 4 0 1の加熱後において、 絶縁層 1 0 6と保護テープ 1 0 8との 間にはクリアランスが生じるので、 後工程として絶縁樹脂 1 0 7を充填する 際に、 絶縁樹脂 1 0 7がこのクリアランスを埋めるように充填さ� �る。 これ によって、 前述したコイル導体の接続部 3 0 1への異物混入が防止できるた め、 長期信頼性を向上することができる。 なお、 コイル導体 2 0 1はエポキ シ樹脂等の絶縁皮膜でコーティングされてい るので、 図 4 （b） の構成を採 用する場合には、 保護テープ 1 〇 8は必ずしも必要では無い。

[0047] 導電性メッキ部は、 導体の絶縁皮膜を剥離してメッキ処理する工 程が簡素 であるが、 接続部の電気導通と、 それ以外の部分の電気絶縁が確保できるの あれば、 この工程に限定されるものではない。 また、 導電性メッキ部の膜厚 を絶縁皮膜厚よりも大きくすることで、 導体側面から導通面を僅かに突出さ せ、 導通面を確実に面接触させることができる。 なお、 コイルを構成する金 属を、 導通面において導体側面から僅かに突出させ る加工 （例えば、 突出さ 〇 2020/174926 12 卩（：170? 2020 /001592

せる方向と垂直に加圧する加工） をしてもよい。

[0048] 導体 2 0 1 と導体 2 0 2の接続部における段差形状は、 図 3に示すように 扁平導体 2 0 1 ₃ と 2 0 1 匕を重ねて！-字形の段差をつける方法でも� �いが 、 導体 2 0 1、 2 0 2それぞれの接続部を !_字形に加工しても良い。

[0049] 以上のような手順を採用することで、 従来技術と比較して、 コイル格納作 業を簡易にすることができる。 また、 接続作業の前段階において、 接着剤を 用いて導体 2 0 1 ₃ と導体 2 0 1 匕を少なくとも一箇所固定して一体構成に することで、 揷入作業を簡易にすることができる。 また、 固定子スロッ ト内 の絶縁層は従来技術と同様に構成できるため 、 高い信頼性を確保できる。 ま た、 半閉スロッ ト形状にできるため、 スロッ ト高調波成分を低減でき、 振動 や騒音、 損失のさらなる低減が可能となる。

[0050] さらに、 本発明の構成を採用することで、 図 1 〇八および図 1 〇巳の 「巳 」 で示したようなコイルエンド軸方向に逃がす 構成が不要となるため、 図 5 巳に示すように、 コイルエンド部 「巳」 の軸方向長さを短縮できる。 図 6は 実施例 1のコイルと従来のコイルのコイルエンド長� �を比較する側面図であ る。 上述した実施例 1の構成によって、 図 6に示すように、 従来技術のコイ ルエンド長さ !_ 1 に対して、 本発明のコイルエンド長さ！- 2は大幅に低減さ れるため、 回転電機の小型化、 重量低減およびコスト低減が可能となる。 以 上、 本発明により小型 ·軽量 ·低コストで信頼性の高い回転電機を提供で� �� る原理を説明した。

実施例 2

[0051 ] 図 7は実施例 2の回転電機を構成するコイル導体の接続方� �を説明する模 式図である。 図 7を用いて、 本発明の実施例 2について説明する。 実施例 1 と異なる点は、 1巻のコイル導体 2 0 1 と 2 0 2が軸方向中央で上下に分割 され、 上半分は扁平な 3つの導体 2 0 1 3 , 2 0 1 6 , 導体 2 0 1 〇で構成 され、 下半分は同様に扁平な 2 0 2 6 , 2 0 2〇で構 成されている点である。

[0052] 導体 2 0 1 匕と導体 導体 2 0 1 〇との端面をずらして導体 2 0 〇 2020/174926 13 卩（：170? 2020 /001592

1 を構成し、 導体 2 0 2匕と導体 2 0 2 3 , 導体 2 0 2〇との端面をずらし て導体 2 0 2を構成している。 このように、 3つ以上の導体を組み合わせて コイル導体を構成してもよい。 このような構成とすることで、 1巻のコイル を、 より扁平な導体で構成できるので、 交流銅損をさらに低減することが可 能となり、 高効率な回転電機を得ることができる。

実施例 3

[0053] 図 8は本発明の実施例 3の車両の模式図である。 図 8は、 本発明の回転電 機を鉄道車両に用いた回転機駆動システムの 構成図である。 鉄道車両 7 1の 駆動装置は、 架線 7 2から集電装置を介して電力が供給され、 電力変換装置 7 5を経由して交流電力が回転電機 7 6に供給されることで回転電機 7 6を 駆動する。 回転電機 7 6は、 鉄道車両 7 1の車軸 7 4と連結されており、 回 転電機 7 6により鉄道車両の走行が制御される。 電気的なグランドはレール 7 3を介して接続されている。 ここで、 架線 7 2の電圧は直流および交流の どちらでもよい。

[0054] 本実施例によれば、 本発明の回転電機を鉄道車両 7 1 に搭載することで、 鉄道車両 7 1の回転機駆動システムを高効率に運転する� �とが可能となる。 また、 同様の効果は、 自動車や建機などの車両においても得ること ができる

[0055] 鉄道や自動車、 建機などの車両が備える回転機駆動システム は、 1つのイ ンバータ装置と 1つの回転電機 7 6とを組合せて駆動される 1 （3 1 IV!の構成 である。 あるいは鉄道や自動車、 建機などの車両が備える回転機駆動システ ムは、 1つのインバータ装置と少なくとも 2つの回転電機 7 6とを組合せて 駆動される 1 〇 丨 1\/1 （丨 = 2、 3、 4 ） の構成である。 そして、 鉄道や自 動車、 建機などの車両が備える回転機駆動システム は、 少なくとも 2群以上 のインバータ装置と回転電機 7 6との組合せで構成される。

[0056] 以上、 説明したように、 本発明によれば小型 ·軽量 ·低コストで信頼性の 高い回転電機を提供できることが実証された 。

[0057] なお、 本発明は上述の実施例に限定されるものでは なく、 本発明の趣旨を 〇 2020/174926 14 卩（：170? 2020 /001592

逸脱しない限り、 本発明の技術思想の範囲内で考えられるその 他の形態につ いても、 本発明の範囲内に含まれる。 例えば、 上述の実施例で例示した構成 および処理は、 実装形態や処理効率に応じて適宜統合または 分離させてもよ い。 また、 例えば、 上述の実施例および変形例は、 矛盾しない範囲で、 その 一部または全部を組合せてもよい。

符号の説明

[0058] 1 , 50, 76 回転電機、 2 固定子、 3 回転子、 4 固定子鉄心、

5 固定子卷線、 6 回転子スロッ ト、 7 回転子鉄心、 8 シャフト、 9 エンドブラケッ ト、 1 〇 軸受、 1 1 ハウジング、 1 2 シールド材、

1 3 回転子導体棒、 1 4 エンドリング、 1 5 押さえ板、 20 ファン 、 2 1 カバー、 23 グリースポケッ ト、 7 1 鉄道車両、 72 架線、

73 レール、 74 車軸、 75 電力変換装置、 1 00, 500 固定子 、 1 01 , 501 固定子コア、 1 02, 502 スロッ ト、 5 023 スロッ ト開口咅1 1 03, 503 ティース、 1 04, 504 ギ ャップ、 1 05, 505 楔、 1 063、 1 06匕， 5063, 506 ·· 絶縁層、 1 07, 507 絶縁樹脂、 1 08 保護テープ、 200, 600 固定子コイル 1層分、 6003 底コイル、 20013, 600 匕 上コイル、 201、 201 3, 201 13, 201 〇, 2023, 202 匕， 202〇 , 2 1 1 3, 2 1 1 13, 2 1 232 1 21^, 22 1 3, 22 1 匕， 2223, 22213, 23 1 3, 23 1 6, 2323, 232匕， 24 1 3, 24 1 13, 2423, 24213, 25 1 3, 25 1 6, 2523, 2 5213, 26 1 3, 26 1 13, 2623, 2626, 27 1 3, 27 1 6,

2723, 27213, 601 3, 601 6, 6 1 1 3, 6 1 1 6, 62 1 3 , 62 1 13, 63 1 3, 63 1 13, 64 1 3, 64 1 6, 65 1 3, 65 1 匕， 66 1 3, 66 1 13, 67 1 3, 67 1 ··コイル導体、 301 3, 3 01 6, 301 〇, 301 ， 3023, 3026, 302〇 , 302 導電性メッキ、 401 , 402, 4 1 1 , 42 1 , 43 1 , 44 1 , 45 1 , 46 1 , 47 1 加熱膨張性シート。