〇 2020/175332 1 卩（：171? 2020 /006902 明 細 書

発明の名称 ： 回転電機

関連出願の相互参照

[0001 ] 本出願は、 2 0 1 9年2月 2 5日に出願された日本出願番号 2 0 1 9— 0

3 2 1 8 2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、 固定子卷線を有する固定子と、 径方向におい て前記固定子と対向する回転子と、 を備える回転電機に関する。

背景技術

[0003] この種の回転電機としては、 特許文献 1 に見られるように、 円筒部と、 円 筒部の内周面に固定された円筒状のヨークと 、 ヨークの内周面に固定された 円環状の磁石とを有する回転子を備えるアウ タロータ型のものが知られてい る。

先行技術文献

特許文献

[0004] 特許文献 1 :特開 2 0 1 7 _ 1 9 5 6 9 0号公報

発明の概要

[0005] 特許文献 1 に記載の回転電機では、 円筒部が樹脂等の非磁性材料で構成さ れている。 これにより、 回転子の軽量化を図っている。 一方、 回転子を構成 するヨークは、 鉄等の磁性材料で構成されている。 磁性材料は、 一般に非磁 性材料よりも比重が大きい。 このため、 特許文献 1 に記載の回転電機では、 回転子の軽量化を図る上で改善の余地がある 。

[0006] なお、 ァウタロータ型の回転電機に限らず、 インナロータ型の回転電機に ついても、 回転子の軽量化を図る上で改善の余地がある 。

[0007] 本開示は、 上記事情に鑑みてなされたものであり、 回転子の軽量化を図る ことができる回転電機を提供することを主た る目的とする。

[0008] 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 〇 2020/175332 2 卩（：171? 2020 /006902

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。

[0009] 手段 1は、 固定子巻線を有する固定子と、

径方向において前記固定子と対向する回転子 と、 を備える回転電機におい て、

前記回転子は、

回転軸に対して固定された円板状の端板部を 有し、 前記回転軸と同軸に配 置されたキャリアと、

前記回転軸と同軸に配置された円環状の磁石 ユニッ トと、 を有し、 前記磁石ユニッ トは、

軸方向における一端が前記端板部に対して固 定された円筒状の磁石ホルダ と、

前記磁石ホルダのうち径方向において前記固 定子側の周面に固定され、 周 方向に極性が交互となる磁石と、 を有し、

前記磁石ホルダが非磁性材料にて構成されて おり、

前記磁石において、 軸における磁化容易軸の向きが、 軸に平行な向き からずらされている。

[0010] 手段 1では、 磁石ホルダが非磁性材料にて構成されている 。 このため、 回 転子の軽量化を図ることができる。 ここで、 手段 1では、 磁石において、 軸における磁化容易軸の向きが、 軸に平行な向きからずらされている。 こ の構成によれば、 ラジアル配向された磁石を備える構成と比較 して、 磁石か ら磁石ホルダへの磁束漏れを抑制することが でき、 回転電機のトルクの低下 を抑制することができる。 このように、 手段 1 によれば、 回転電機のトルク の低下を抑制しつつ、 回転子の軽量化を図ることができる。

[001 1 ] ここで、 磁石ホルダを構成する非磁性材料は、 例えば手段 2のように、 鉄 よりも比重が小さい材料を用いることができ る。

[0012] 手段 3は、 手段 1又は 2において、 前記キャリアは、 非磁性材料で構成さ 〇 2020/175332 3 卩（：171? 2020 /006902

れている。

[0013] 手段 3によれば、 キャリアを介した磁石の磁束漏れを抑制する ことができ 、 回転電機のトルク低下の抑制効果を高めるこ とができる。

[0014] 手段 4は、 手段 1又は 2において、 前記キャリアは、 磁性材料で構成され ており、

前記端板部と前記磁石とが軸方向において第 1距離だけ離間しており、 前記固定子は、 前記固定子卷線のうち径方向において反回転 子側に組み付 けられた円筒状の固定子コアを有し、

前記固定子コアのうち前記回転子と対向する 側の周面と、 前記磁石のうち 前記固定子と対向する側の周面との径方向に おける第 2距離が、 前記第 1距 離よりも小さい。

[0015] 手段 4によれば、 磁石ホルダを介すことなく、 磁石からキャリアへと漏れ る磁石磁束を好適に抑制することができる。

[0016] 手段 5は、 手段 1〜 4のいずれか 1つにおいて、 前記磁石ユニッ トは、 前 記ホルダの軸方向両側において前記キャリア とは逆側に固定されたエンドプ レートを有し、

前記エンドブレートは、 非磁性材料で構成されている。

[0017] 手段 5によれば、 エンドプレートを介した磁石の磁束漏れを抑 制すること ができ、 回転電機のトルク低下の抑制効果を高めるこ とができる。

[0018] 手段 6は、 手段 5において、 前記エンドプレートは、 前記ホルダよりも比 重が大きい非磁性材料で構成されている。

[0019] 手段 6によれば、 回転電機の製造工程にてエンドブレートを削 ることによ り、 回転軸の軸心を中心とした回転子のバランス を取る場合において、 エン ドブレートの削り量を削減できる。 このため、 バランス取りの作業を容易化 することができる。

[0020] 手段 7は、 手段 1〜 6のいずれか 1つにおいて、 前記回転子は、 径方向に おいて前記固定子の外側に配置されており、

前記磁石ユニッ トは、 前記磁石ホルダの外周面に固定された円筒状 の外側 〇 2020/175332 4 卩（：171? 2020 /006902

ホルダを有しており、

前記外側ホルダの強度が前記磁石ホルダの強 度よりも高い。

［0021］ 手段 7によれば、 遠心力に対する磁石ユニッ トの信頼性を高めることがで きる。

［0022］ 手段 8は、 手段 1〜 7のいずれか 1つにおいて、 前記磁石において、 径方 向における厚み寸法が、 ¢1 - 軸間の磁束授受面の円弧長さ以下となってい る。

［0023］ 手段 8によれば、 磁石の厚みを低減でき、 磁石使用量を低減できる。

［0024］ 手段 9は、 手段 8において、 前記磁石において 9軸と前記磁束授受面との 交点を中心点とし、 かつ前記磁石の径方向の厚み寸法を半径とす る円を、 前 記磁石の磁化容易軸を定める配向円とする場 合、 前記磁石が前記配向円の四 半円分を包括する構成となっている。

［0025］ 手段 9では、 磁石において、 9軸を横切るように円弧状の磁化容易軸が設 けられることとなる。 その磁化容易軸のうち、 径方向において磁束授受面と は反対側の周面と 9軸との交点を通る磁化容易軸、 すなわち配向円 Xを通る 磁化容易軸により最も強い磁石磁束が生じる 。 手段 9によれば、 この最も強 い磁石磁束の磁路が磁石ホルダ側に形成され ることを回避でき、 磁石から磁 石ホルダへの磁束漏れの抑制効果を高めるこ とができる。

［0026］ 手段 1 0は、 手段 1〜 8のいずれか 1つにおいて、 前記磁石は、 軸に対 して傾斜した直線状の磁化容易軸となるよう に配向されている。

［0027］ 手段 1 0によれば、 配向作業を簡易化することができ、 磁石のコストを削 減することができる。

図面の簡単な説明

［0028］ 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、 回転電機の縦断面斜視図であり、

［図 2］図 2は、 回転電機の縦断面図であり、

［図 3］図 3は、 図 2の 111— 111線断面図であり、 20/175332 5 卩（：171? 2020 /006902

［図 4］図 4は、 図 3の一部を拡大して示す断面図であり、

［図 5］図 5は、 回転電機の分解図であり、

［図 6］図 6は、 インバータユニットの分解図であり、

［図 7］図 7は、 固定子巻線のアンペアターンとトルク密度と の関係を示すトル ク線図であり、

［図 8］図 8は、 回転子及び固定子の横断面図であり、

［図 9］図 9は、 図 8の一部を拡大して示す図であり、

［図 10］図 1 0は、 固定子の横断面図であり、

［図 1 1］図 1 1は、 固定子の縦断面図であり、

［図 12］図 1 2は、 固定子卷線の斜視図であり、

［図 13］図 1 3は、 導線の構成を示す斜視図であり、

［図 14］図 1 4は、 素線の構成を示す模式図であり、

［図 15］図 1 5は、 n層目における各導線の形態を示す図であり� �

［図 16］図 1 6は、 n層目と _n + 1層目の各導線を示す側面図であり、

［図 17］図 1 7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 18］図 1 8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 19］図 1 9は、 回転電機の制御システムの電気回路図であり 、

［図 20］図 2 0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 21］図 2 1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 ブロツク図であり、

［図 22］図 2 2は、 第 2実施形態における回転子及び固定子の横断� �図であり

［図 23］図 2 3は、 図 2 2の一部を拡大して示す図であり、

［図 24］図 2 4は、 磁石ユニッ トにおける磁束の流れを具体的に示す図であ り 〇 2020/175332 6 卩（：171? 2020 /006902

［図 25］図 2 5は、 変形例 1 における固定子の断面図であり、

［図 26］図 2 6は、 変形例 1 における固定子の断面図であり、

［図 27］図 2 7は、 変形例 2における固定子の断面図であり、

［図 28］図 2 8は、 変形例 3における固定子の断面図であり、

［図 29］図 2 9は、 変形例 4における固定子の断面図であり、

［図 30］図 3 0は、 変形例 7における回転子及び固定子の横断面図であ� �、

［図 31］図 3 1は、 変形例 8において操作信号生成部の処理の一部を示� �機能 ブロック図であり、

［図 32］図 3 2は、 キヤリア周波数変更処理の手順を示すフロー チヤートであ り、

［図 33］図 3 3は、 変形例 9において導線群を構成する各導線の接続形� �を示 す図であり、

［図 34］図 3 4は、 変形例 9において 4対の導線が積層配置されている構成を 示す図であり、

［図 35］図 3 5は、 変形例 1 0においてインナロータ型の回転子及び固定� �の 横断面図であり、

［図 36］図 3 6は、 図 3 5の一部を拡大して示す図であり、

［図 37］図 3 7は、 インナロータ型の回転電機の縦断面図であり 、

［図 38］図 3 8は、 インナロータ型の回転電機の概略構成を示す 縦断面図であ り、

［図 39］図 3 9は、 変形例 1 1 においてインナロータ構造の回転電機の構成 を 示す図であり、

［図 40］図 4 0は、 変形例 1 1 においてインナロータ構造の回転電機の構成 を 示す図であり、

［図 41］図 4 1は、 変形例 1 2において回転電機子形の回転電機の構成を� �す 図であり、

［図 42］図 4 2は、 変形例 1 4における導線の構成を示す断面図であり、

［図 43］図 4 3は、 リラクタンストルク、 磁石トルク及び口 IV!の関係を示す図 〇 2020/175332 7 卩（：171? 2020 /006902

であり、

［図 44］図 4 4は、 テイースを示す図であり、

［図 45］図 4 5は、 インホイールモータ構造の車輪及びその周辺 構造を示す斜 視図であり、

［図 46］図 4 6は、 車輪及びその周辺構造の縦断面図であり、

［図 47］図 4 7は、 車輪の分解斜視図であり、

［図 48］図 4 8は、 回転電機を回転軸の突出側から見た側面図で あり、 ［図 49］図 4 9は、 図 4 8の 4 9— 4 9線断面図であり、

［図 50］図 5 0は、 図 4 9の 5 0— 5 0線断面図であり、

［図 51］図 5 1は、 回転電機の分解断面図であり、

［図 52］図 5 2は、 回転子の部分断面図であり、

［図 53］図 5 3は、 固定子巻線及び固定子コアの斜視図であり、

［図 54］図 5 4は、 固定子卷線を平面状に展開して示す正面図で あり、 ［図 55］図 5 5は、 導線のスキューを示す図であり、

［図 56］図 5 6は、 インバータユニツ トの分解断面図であり、

［図 57］図 5 7は、 インバータユニツ トの分解断面図であり、

［図 58］図 5 8は、 インバータハウジングでの各電気モジュール の配置の状態 を示す図であり、

［図 59］図 5 9は、 電力変換器の電気的構成を示す回路図であり 、

［図 60］図 6 0は、 スイツチモジュールの冷却構造例を示す図で あり、 ［図 61］図 6 1は、 スイツチモジュールの冷却構造例を示す図で あり、 ［図 62］図 6 2は、 スイツチモジュールの冷却構造例を示す図で あり、 ［図 63］図 6 3は、 スイツチモジュールの冷却構造例を示す図で あり、 ［図 64］図 6 4は、 スイツチモジュールの冷却構造例を示す図で あり、 ［図 65］図 6 5は、 冷却水通路に対する各電気モジュールの配列 順序を示す図 であり、

［図 66］図 6 6は、 図 4 9の 6 6— 6 6線断面図であり、

［図 67］図 6 7は、 図 4 9の 6 7— 6 7線断面図であり、 20/175332 8 卩（：171? 2020 /006902

［図 68］図 6 8は、 バスバーモジュールを単体で示す斜視図であ り、

［図 69］図 6 9は、 各電気モジュールとバスバーモジュールとの 電気的な接続 状態を示す図であり、

［図 70］図 7 0は、 各電気モジュールとバスバーモジュールとの 電気的な接続 状態を示す図であり、

［図 71］図 7 1は、 各電気モジュールとバスバーモジュールとの 電気的な接続 状態を示す図であり、

［図 72］図 7 2は、 インホイールモータにおける変形例 1 を説明するための構 成図であり、

［図 73］図 7 3は、 インホイールモータにおける変形例 2を説明するための構 成図であり、

［図 74］図 7 4は、 インホイールモータにおける変形例 3を説明するための構 成図であり、

［図 75］図 7 5は、 インホイールモータにおける変形例 4を説明するための構 成図であり、

［図 76］図 7 6は、 変形例 1 5における回転電機の全体を示す斜視図であ� �、 ［図 77］図 7 7は、 回転電機の縦断面図であり、

［図 78］図 7 8は、 回転電機の構成要素を分解した分解断面図で あり、

［図 79］図 7 9は、 回転子の縦断面図であり、

［図 80］図 8 0は、 磁石ユニッ トの断面構造を拡大して示す部分断面図であ り

［図 81］図 8 1は、 磁石の配向方法を示す図であり、

［図 82］図 8 2は、 キャリア、 磁石ホルダ及びエンドブレートの固定方法を 示 す図であり、

［図 83］図 8 3は、 インナユニッ トの縦断面図であり、

［図 84］図 8 4は、 軸受が組み付けられた状態のインナユニッ トの縦断面図で あり、

［図 85］図 8 5は、 変形例 1 6における回転子の縦断面図であり、 〇 2020/175332 9 卩（：171? 2020 /006902

［図 86］図 8 6は、 変形例 1 7における回転子及び固定子の縦断面図であ� �、 ［図 87］図 8 7は、 変形例 1 8における磁石ユニッ トの断面構造を拡大して示 す部分断面図であり、

［図 88］図 8 8は、 変形例 1 9における磁石ユニッ トの断面構造を拡大して示 す部分断面図である。

発明を実施するための形態

［0029］ 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� �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� �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 。

［0030］ 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、 家電用、 〇八機器用 、 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 ^_ 又は均等である部分には、 図中、 同 _符号を付しており、 同 ^_ 符号の部分についてはその説明を援用す る。 ［0031］ （第 1実施形態）

本実施形態に係る回転電機 1 〇は、 同期式多相交流モータであり、 アウタ 口ータ構造 （外転構造） のものとなっている。 回転電機 1 0の概要を図 1乃 至図 5に示す。 図 1は、 回転電機 1 0の縦断面斜視図であり、 図 2は、 回転 電機 1 0の回転軸 1 1 に沿う方向での縦断面図であり、 図 3は、 回転軸 1 1 に直交する方向での回転電機 1 〇の横断面図 （図 2の 111 - 111線断面図） で あり、 図 4は、 図 3の一部を拡大して示す断面図であり、 図 5は、 回転電機 1 〇の分解図である。 なお、 図 3では、 図示の都合上、 回転軸 1 1 を除き、 切断面を示すハッチングを省略している。 以下の記載では、 回転軸 1 1が延 びる方向を軸方向とし、 回転軸 1 1の中心から放射状に延びる方向を径方向 とし、 回転軸 1 1 を中心として円周状に延びる方向を周方向と している。 ［0032］ 回転電機 1 0は、 大別して、 軸受ユニッ ト 2 0と、 ハウジング 3 0と、 回 〇 2020/175332 10 卩（：171? 2020 /006902

転子 4 0と、 固定子 5 0と、 インバータユニッ ト 6 0とを備えている。 これ ら各部材は、 いずれも回転軸 1 1 と共に同軸上に配置され、 所定順序で軸方 向に組み付けられることで回転電機 1 0が構成されている。 本実施形態の回 転電機 1 0は、 「界磁子」 としての回転子 4 0と、 「電機子」 としての固定 子 5 0とを有する構成となっており、 回転界磁形の回転電機として具体化さ れるものとなっている。

[0033] 軸受ユニッ ト 2 0は、 軸方向に互いに離間して配置される 2つの軸受 2 1 , 2 2と、 その軸受 2 1 , 2 2を保持する保持部材 2 3とを有している。 軸 受 2 1 , 2 2は、 例えばラジアル玉軸受であり、 それぞれ外輪 2 5と、 内輪 2 6と、 それら外輪 2 5及び内輪 2 6の間に配置された複数の玉 2 7とを有 している。 保持部材 2 3は円筒状をなしており、 その径方向内側に軸受 2 1 , 2 2が組み付けられている。 そして、 軸受 2 1 , 2 2の径方向内側に、 回 転軸 1 1及び回転子 4 0が回転自在に支持されている。 軸受 2 1 , 2 2によ り、 回転軸 1 1 を回転可能に支持する一組の軸受が構成され ている。

[0034] 各軸受 2 1 , 2 2では、 不図示のリテーナにより玉 2 7が保持され、 その 状態で各玉同士のピッチが保たれている。 軸受 2 1 , 2 2は、 リテーナの軸 方向上下部に封止部材を有し、 その内部に非導電性グリース （例えば非導電 性のウレア系グリース） が充填されている。 また、 内輪 2 6の位置がスぺ一 サにより機械的に保持され、 内側から上下方向に凸となる定圧予圧が施さ れ ている。

[0035] ハウジング 3 0は、 円筒状をなす周壁 3 1 を有する。 周壁 3 1は、 その軸 方向に対向する第 1端と第 2端を有する。 周壁 3 1は、 第 1端に端面 3 2と 有するとともに、 第 2端に開口 3 3を有する。 開口 3 3は、 第 2端の全体に おいて開放されている。 端面 3 2には、 その中央に円形の孔 3 4が形成され ており、 その孔 3 4に揷通させた状態で、 ネジやリベッ ト等の固定具により 軸受ユニッ ト 2 0が固定されている。 また、 ハウジング 3 0内、 すなわち周 壁 3 1及び端面 3 2により区画された内部スペースには、 中空円筒状の回転 子 4 0と中空円筒状の固定子 5 0とが収容されている。 本実施形態では回転 電機 1 〇がァウタロータ式であり、 ハウジング 3 0内には、 筒状をなす回転 子 4 0の径方向内側に固定子 5 0が配置されている。 回転子 4 0は、 軸方向 において端面 3 2の側で回転軸 1 1 に片持ち支持されている。

[0036] 回転子 4 0は、 中空筒状に形成された磁石ホルダ 4 1 と、 その磁石ホルダ 4 1の径方向内側に設けられた環状の磁石ユニ� � ト 4 2とを有している。 磁 石ホルダ 4 1は、 略カップ状をなし、 磁石保持部材としての機能を有する。 磁石ホルダ 4 1は、 円筒状をなす円筒部 4 3と、 同じく円筒状をなしかつ円 筒部 4 3よりも小径の固定部 （attachment） 4 4と、 それら円筒部 4 3及び 固定部 4 4を繫ぐ部位となる中間部 4 5とを有している。 円筒部 4 3の内周 面に磁石ユニッ ト 4 2が取り付けられている。

[0037] なお、 磁石ホルダ 4 1は、 機械強度が充分な冷間圧延鋼板 （S P C C） や 、 鍛造用鋼、 炭素繊維強化プラスチック （C F R P） 等により構成されてい る。

[0038] 固定部 4 4の貫通孔 4 4 aには回転軸 1 1が揷通される。 貫通孔 4 4 a内 に配置された回転軸 1 1 に対して固定部 4 4が固定されている。 つまり、 固 定部 4 4により、 回転軸 1 1 に対して磁石ホルダ 4 1が固定されている。 な お、 固定部 4 4は、 凹凸を利用したスプライン結合やキー結合、 溶接、 又は かしめ等により回転軸 1 1 に対して固定されているとよい。 これにより、 回 転子 4 0が回転軸 1 1 と一体に回転する。

[0039] また、 固定部 4 4の径方向外側には、 軸受ユニッ ト 2 0の軸受 2 1 , 2 2 が組み付けられている。 上述のとおり軸受ユニッ ト 2 0はハウジング 3 0の 端面 3 2に固定されているため、 回転軸 1 1及び回転子 4 0は、 ハウジング 3 0に回転可能に支持されるものとなっている� � これにより、 ハウジング 3 0内において回転子 4 0が回転自在となっている。

[0040] 回転子 4 0には、 その軸方向に対向する二つの端部の一方にの み固定部 4

4が設けられており、 これにより、 回転子 4 0が回転軸 1 1 に片持ち支持さ れている。 ここで、 回転子 4 0の固定部 4 4は、 軸受ユニッ ト 2 0の軸受 2 1 , 2 2により、 軸方向に異なる 2位置で回転可能に支持されている。 すな 〇 2020/175332 12 卩（：171? 2020 /006902

わち、 回転子 4 0は、 磁石ホルダ 4 1の、 その軸方向に対向する二つの端部 の一方において、 その軸方向に離間する二つの軸受 2 1 , 2 2により回転可 能に支持されている。 そのため、 回転子 4 0が回転軸 1 1 に片持ち支持され る構造であっても、 回転子 4 0の安定回転が実現されるようになっている� � この場合、 回転子 4 0の軸方向中心位置に対して片側にずれた位� �で、 回転 子 4 0が軸受 2 1 , 2 2により支持されている。

[0041 ] また、 軸受ユニッ ト 2 0において回転子 4 0の中心寄り （図の下側） の軸 受 2 2と、 その逆側 （図の上側） の軸受 2 1 とは、 外輪 2 5及び内輪 2 6と 玉 2 7との間の隙間寸法が相違しており、 例えば回転子 4 0の中心寄りの軸 受 2 2の方が、 その逆側の軸受 2 1 よりも隙間寸法が大きいものとなってい る。 この場合、 回転子 4 0の中心寄りの側において、 回転子 4 0の振れや、 部品公差に起因するインバランスによる振動 が軸受ユニッ ト 2 0に作用して も、 その振れや振動の影響が良好に吸収される。 具体的には、 回転子 4 0の 中心寄り （図の下側） の軸受 2 2において予圧により遊び寸法 （隙間寸法） を大きく していることで、 片持ち構造において生じる振動がその遊び部 分に より吸収される。 前記予圧は、 定位置予圧、 又は定圧予圧のいずれであって も良い。 定位置予圧の場合、 軸受 2 1 と軸受 2 2の外輪 2 5はいずれも保持 部材 2 3に対して、 圧入、 又は接着等の方法を用いて接合されている。 また 、 軸受 2 1 と軸受 2 2の内輪 2 6はいずれも回転軸 1 1 に対して、 圧入、 又 は接着等の方法を用いて接合されている。 ここで軸受 2 1の外輪 2 5を軸受 2 1の内輪 2 6に対して軸方向に異なる位置に配置する事� �予圧を発生させ ることができる。 軸受 2 2の外輪 2 5を軸受 2 2の内輪 2 6に対して軸方向 に異なる位置に配置する事でも予圧を発生さ せることができる。

[0042] また定圧予圧を採用する場合には、 軸方向において、 軸受 2 2と軸受 2 1 に挟まれた領域から軸受 2 2の外輪 2 5に向けて予圧が発生する様に予圧用 パネ、 例えばウェーブヮッシャ 2 4等を軸受 2 2と軸受 2 1 に挟まれた同領 域に配置する。 この場合も、 軸受 2 1 と軸受 2 2の内輪 2 6はいずれも回転 軸 1 1 に対して、 圧入、 又は接着等の方法を用いて接合されている。 軸受 2 〇 2020/175332 13 卩（：171? 2020 /006902

1、 又は軸受 2 2の外輪 2 5は、 保持部材 2 3に対して所定のクリアランス を介して配置される。 このような構成とすることで、 軸受 2 2の外輪 2 5に は軸受 2 1から離れる方向に予圧用パネのパネカが作� �する。 そして、 この 力が回転軸 1 1 を伝わることで、 軸受 2 1の内輪 2 6を軸受 2 2の方向に押 し付ける力が作用する。 これにより、 軸受 2 1 , 2 2ともに、 外輪 2 5と内 輪 2 6の軸方向の位置がずれ、 前述した定位置予圧と同様に 2つのべアリン グに予圧を掛けることができる。

[0043] なお、 定圧予圧を発生させる際には、 必ずしも図 2に示す様に軸受 2 2の 外輪 2 5にパネカを印加する必要は無い。 例えば、 軸受 2 1の外輪 2 5にバ ネカを印加しても良い。 また軸受 2 1 , 2 2のいずれかの内輪 2 6を回転軸 1 1 に対して所定のクリアランスを介して配置し 、 軸受 2 1 , 2 2の外輪 2 5を保持部材 2 3に対して圧入、 又は接着等の方法を用いて接合することで 、 2つのベアリングに予圧を掛けても良い。

[0044] 更には、 軸受 2 1の内輪 2 6が軸受 2 2に対して離れるように力を作用さ せる場合には、 軸受 2 2の内輪 2 6も軸受 2 1 に対して離れるように力を作 用させる方が良い。 逆に、 軸受 2 1の内輪 2 6が軸受 2 2に対して近づくよ うに力を作用させる場合には、 軸受 2 2の内輪 2 6も軸受 2 1 に対して近づ くように力を作用させる方が良い。

[0045] なお、 本回転電機 1 0を車両動力源等の目的で車両に適用する場� �には、 予圧を発生させる機構に対して予圧の発生方 向の成分を持つ振動が加わる可 能性や、 予圧を印加する対象物に掛る重力の方向が変 動してしまう可能性が ある。 その為、 本回転電機 1 0を車両に適用する場合には、 定位置予圧を採 用することが望ましい。

[0046] また、 中間部 4 5は、 環状の内側肩部 4 9 ₃ と環状の外側肩部 4 9匕を有 する。 外側肩部 4 9 13は、 中間部 4 5の径方向において内側肩部 4 9 3の外 側に位置している。 内側肩部 4 9 ₃ と外側肩部 4 9匕は、 中間部 4 5の軸方 向において互いに離間している。 これにより、 中間部 4 5の径方向において 、 円筒部 4 3と固定部 4 4とは部分的に重複している。 つまり、 固定部 4 4 〇 2020/175332 14 卩（：171? 2020 /006902

の基端部 （図の下側の奧側端部） よりも軸方向外側に、 円筒部 4 3が突出す るものとなっている。 本構成では、 中間部 4 5が段差無しで平板状に設けら れる場合に比べて、 回転子 4 0の重心近くの位置で、 回転軸 1 1 に対して回 転子 4 0を支持させることが可能となり、 回転子 4 0の安定動作が実現でき るものとなっている。

[0047] 上述した中間部 4 5の構成によれば、 回転子 4 0には、 径方向において固 定部 4 4を囲みかつ中間部 4 5の内寄りとなる位置に、 軸受ユニッ ト 2 0の 一部を収容する軸受収容凹部 4 6が環状に形成されるとともに、 径方向にお いて軸受収容凹部 4 6を囲みかつ中間部 4 5の外寄りとなる位置に、 後述す る固定子 5 0の固定子巻線 5 1 のコイルエンド 5 4を収容するコイル収容凹 部 4 7が形成されている。 そして、 これら各収容凹部 4 6 , 4 7が、 径方向 の内外で隣り合うように配置されるようにな っている。 つまり、 軸受ユニッ 卜 2 0の一部と、 固定子卷線 5 1 のコイルエンド 5 4とが径方向内外に重複 するように配置されている。 これにより、 回転電機 1 0において軸方向の長 さ寸法の短縮が可能となっている。

[0048] 中間部 4 5は、 回転軸 1 1側から径方向外側に張り出すように設けら� �て いる。 そして、 その中間部 4 5に、 軸方向に延び、 固定子 5 0の固定子巻線 5 1のコイルエンド 5 4に対する接触を回避する接触回避部が設け� �れてい る。 中間部 4 5が張出部に相当する。

[0049] コイルエンド 5 4は、 径方向の内側又は外側に曲げられることで、 そのコ イルエンド 5 4の軸方向寸法を小さくすることができ、 固定子 5 0の軸長を 短縮することが可能である。 コイルエンド 5 4の曲げ方向は、 回転子 4 0と の組み付けを考慮したものであるとよい。 回転子 4〇の径方向内側に固定子 5 0を組み付けることを想定すると、 その回転子 4 0に対する揷入先端側で は、 コイルエンド 5 4が径方向内側に曲げられるとよい。 コイルエンド 5 4 の反対側のコイルエンドの曲げ方向は任意で よいが、 空間的に余裕のある外 側に曲げた形状が製造上好ましい。

[0050] また、 磁石部としての磁石ユニッ ト 4 2は、 円筒部 4 3の径方向内側にお 〇 2020/175332 15 卩（：171? 2020 /006902

いて、 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。 これにより、 磁石ユニッ ト 4 2は、 周方向に複数の 磁極を有する。 ただし、 磁石ユニッ ト 4 2の詳細については後述する。

[0051 ] 固定子 5 0は、 回転子 4 0の径方向内側に設けられている。 固定子 5 0は 、 略筒状 （環状） に卷回形成された固定子巻線 5 1 と、 その径方向内側に配 置されたべース部材としての固定子コア 5 2とを有しており、 固定子巻線 5 1が、 所定のエアギャップを挟んで円環状の磁石ユ ニッ ト 4 2に対向するよ うに配置されている。 固定子巻線 5 1は複数の相巻線よりなる。 それら各相 巻線は、 周方向に配列された複数の導線が所定ピッチ で互いに接続されるこ とで構成されている。 本実施形態では、 リ相、 V相及び 相の 3相卷線と、 X相、 丫相及び 相の 3相卷線とを用い、 それら 3相の巻線を 2つ用いるこ とで、 固定子巻線 5 1が 6相の相巻線として構成されている。

[0052] 固定子コア 5 2は、 軟磁性材である電磁鋼板が積層された積層鋼 板により 円環状に形成されており、 固定子巻線 5 1の径方向内側に組み付けられてい る。 電磁鋼板は、 例えば鉄に数％程度 （例えば 3 %） の珪素を添加した珪素 鋼板である。 固定子巻線 5 1が電機子巻線に相当し、 固定子コア 5 2が電機 子コアに相当する。

[0053] 固定子巻線 5 1は、 径方向において固定子コア 5 2に重複する部分であり 、 かつ固定子コア 5 2の径方向外側となるコイルサイ ド部 5 3と、 軸方向に おいて固定子コア 5 2の一端側及び他端側にそれぞれ張り出すコ� �ルエンド 5 4 , 5 5とを有している。 コイルサイ ド部 5 3は、 径方向において固定子 コア 5 2と回転子 4 0の磁石ユニッ ト 4 2にそれぞれ対向している。 回転子

4 0の内側に固定子 5 0が配置された状態では、 軸方向両側のコイルエンド

5 4 , 5 5のうち軸受ユニッ ト 2 0の側 （図の上側） となるコイルエンド 5 4が、 回転子 4 0の磁石ホルダ 4 1 により形成されたコイル収容凹部 4 7に 収容されている。 ただし、 固定子 5 0の詳細については後述する。

[0054] インバータユニッ ト 6 0は、 ハウジング 3 0に対してボルト等の締結具に より固定されるユニッ トべース 6 1 と、 そのユニッ トべース 6 1 に組み付け 〇 2020/175332 16 卩（：171? 2020 /006902

られる複数の電気コンポーネント 6 2とを有している。 ユニッ トべース 6 1 は、 例えば炭素繊維強化プラスチック により構成されている。 ユニッ トべース 6 1は、 ハウジング 3 0の開口 3 3の縁に対して固定される エンドプレート 6 3と、 そのエンドプレート 6 3に一体に設けられ、 軸方向 に延びるケーシング 6 4とを有している。 エンドブレート 6 3は、 その中心 部に円形の開口 6 5を有しており、 開口 6 5の周縁部から起立するようにし てケーシング 6 4が形成されている。

[0055] ケーシング 6 4の外周面には固定子 5 0が組み付けられている。 つまり、 ケーシング 6 4の外径寸法は、 固定子コア 5 2の内径寸法と同じか、 又は固 定子コア 5 2の内径寸法よりも僅かに小さい寸法になっ� �いる。 ケーシング 6 4の外側に固定子コア 5 2が組み付けられることで、 固定子 5 0とユニッ 卜べース 6 1 とが一体化されている。 また、 ユニッ トべース 6 1がハウジン グ 3 0に固定されることからすると、 ケーシング 6 4に固定子コア 5 2が組 み付けられた状態では、 固定子 5 0が/ \ウジング 3 0に対して一体化された 状態となっている。

[0056] なお、 固定子コア 5 2は、 ユニッ トべース 6 1 に対して接着、 焼きばめ、 圧入等により組み付けられているとよい。 これにより、 ユニッ トべース 6 1 側に対する固定子コア 5 2の周方向又は軸方向の位置ずれが抑制され� �。

[0057] また、 ケーシング 6 4の径方向内側は、 電気コンポーネント 6 2を収容す る収容空間となっており、 その収容空間には、 回転軸 1 1 を囲むようにして 電気コンポーネント 6 2が配置されている。 ケーシング 6 4は、 収容空間形 成部としての役目を有している。 電気コンポーネント 6 2は、 インバータ回 路を構成する半導体モジュール 6 6や、 制御基板 6 7、 コンデンサモジュー ル 6 8を具備する構成となっている。

[0058] なお、 ユニッ トべース 6 1が、 固定子 5 0の径方向内側に設けられ、 固定 子 5 0を保持する固定子ホルダ （電機子ホルダ） に相当する。 ハウジング 3 0及びユニッ トべース 6 1 により、 回転電機 1 0のモータハウジングが構成 されている。 このモータハウジングでは、 回転子 4 0を挟んで軸方向の一方 〇 2020/175332 17 卩（：171? 2020 /006902

側においてハウジング 3 0に対して保持部材 2 3が固定されるとともに、 他 方側においてハウジング 3 0及びユニッ トべース 6 1が互いに結合されてい る。 例えば電気自動車である電動車両等において は、 その車両等の側にモー タハウジングが取り付けられることで、 回転電機 1 0が車両等に装着される

[0059] ここで、 上記図 1〜図 5に加え、 インバータユニッ ト 6 0の分解図である 図 6を用いて、 インバータユニッ ト 6 0の構成をさらに説明する。

[0060] ユニッ トべース 6 1 において、 ケーシング 6 4は、 筒状部 7 1 と、 その軸 方向において対向する両端の一方 （軸受ユニッ ト 2 0側の端部） に設けられ た端面 7 2とを有している。 筒状部 7 1の軸方向両端部のうち端面 7 2の反 対側は、 エンドブレート 6 3の開口 6 5を通じて全面的に開放されている。 端面 7 2には、 その中央に円形の孔 7 3が形成されており、 その孔 7 3に回 転軸 1 1が揷通可能となっている。 孔 7 3には、 回転軸 1 1の外周面との間 の空隙を封鎖するシール材 1 7 1が設けられている。 シール材 1 7 1は、 例 えば樹脂材料よりなる摺動シールであるとよ い。

[0061 ] ケーシング 6 4の筒状部 7 1は、 その径方向外側に配置される回転子 4 0 及び固定子 5 0と、 その径方向内側に配置される電気コンポーネ ント 6 2と の間を仕切る仕切り部となっており、 筒状部 7 1 を挟んで径方向内外に、 回 転子 4 0及び固定子 5 0と電気コンポーネント 6 2とが並ぶようにそれぞれ 配置されている。

[0062] また、 電気コンポーネント 6 2は、 インバータ回路を構成する電気部品で あり、 固定子巻線 5 1の各相卷線に対して所定順序で電流を流し� �回転子 4 0を回転させる力行機能と、 回転軸 1 1の回転に伴い固定子巻線 5 1 に流れ る 3相交流電流を入力し、 発電電力として外部に出力する発電機能とを 有し ている。 なお、 電気コンポーネント 6 2は、 力行機能と発電機能とのうちい ずれか一方のみを有するものであってもよい 。 発電機能は、 例えば回転電機 1 〇が車両用動力源として用いられる場合、 回生電力として外部に出力する 回生機能である。 〇 2020/175332 18 卩（：171? 2020 /006902

[0063] 電気コンポーネント 6 2の具体的な構成として、 図 4に示すように、 回転 軸 1 1の周りには、 中空円筒状をなすコンデンサモジュール 6 8が設けられ ており、 そのコンデンサモジュール 6 8の外周面上に、 複数の半導体モジュ —ル 6 6が周方向に並べて配置されている。 コンデンサモジュール 6 8は、 互いに並列接続された平滑用のコンデンサ 6 8 ₃ を複数備えている。 具体的 には、 コンデンサ 6 8 3は、 複数枚のフィルムコンデンサが積層されてな る 積層型フィルムコンデンサであり、 横断面が台形状をなしている。 コンデン サモジュール 6 8は、 1 2個のコンデンサ 6 8 3が環状に並べて配置される ことで構成されている。

[0064] なお、 コンデンサ 6 8 3の製造過程においては、 例えば、 複数のフィルム が積層されてなる所定幅の長尺フィルムを用 い、 フィルム幅方向を台形高さ 方向とし、 かつ台形の上底と下底とが交互になるように 長尺フィルムが等脚 台形状に切断されることにより、 コンデンサ素子が作られる。 そして、 その コンデンサ素子に電極等を取り付けることで コンデンサ 6 8 3が作製される

[0065] 半導体モジュール 6 6は、 例えば 1\/1〇3 巳丁や I 〇巳丁等の半導体スイ ツチング素子を有し、 略板状に形成されている。 本実施形態では、 回転電機 1 〇が 2組の 3相巻線を備えており、 その 3相卷線ごとにインバータ回路が 設けられていることから、 計 1 2個の半導体モジュール 6 6を環状に並べて 形成された半導体モジュール群 6 6八が電気コンポーネント 6 2に設けられ ている。

[0066] 半導体モジュール 6 6は、 ケーシング 6 4の筒状部 7 1 とコンデンサモジ ュール 6 8との間に挟まれた状態で配置されている。 半導体モジュール群 6 6八の外周面は筒状部 7 1の内周面に当接し、 半導体モジュール群 6 6八の 内周面はコンデンサモジュール 6 8の外周面に当接している。 この場合、 半 導体モジュール 6 6で生じた熱は、 ケーシング 6 4を介してエンドブレート 6 3に伝わり、 エンドブレート 6 3から放出される。

[0067] 半導体モジュール群 6 6八は、 外周面側、 すなわち径方向において半導体 〇 2020/175332 19 卩（：171? 2020 /006902

モジュール 6 6と筒状部 7 1 との間にスぺーサ 6 9を有しているとよい。 こ の場合、 コンデンサモジュール 6 8では軸方向に直交する横断面の断面形状 が正 1 2角形である一方、 筒状部 7 1の内周面の横断面形状が円形であるた め、 スぺーサ 6 9は、 内周面が平坦面、 外周面が曲面となっている。 スぺ一 サ 6 9は、 半導体モジュール群 6 6八の径方向外側において円環状に連なる ように一体に設けられていてもよい。 スぺーサ 6 9は、 良熱伝導体であり、 例えばアルミニウム等の金属、 又は放熱ゲルシート等であるとよい。 なお、 筒状部 7 1の内周面の横断面形状をコンデンサモジュ� �ル 6 8と同じ 1 2角 形にすることも可能である。 この場合、 スぺーサ 6 9の内周面及び外周面が いずれも平坦面であるとよい。

[0068] また、 本実施形態では、 ケーシング 6 4の筒状部 7 1 に、 冷却水を流通さ せる冷却水通路 7 4が形成されており、 半導体モジュール 6 6で生じた熱は 、 冷却水通路 7 4を流れる冷却水に対しても放出される。 つまり、 ケーシン グ 6 4は水冷機構を備えている。 図 3や図 4に示すように、 冷却水通路 7 4 は、 電気コンポーネント 6 2 （半導体モジュール 6 6及びコンデンサモジュ —ル 6 8） を囲むように環状に形成されている。 半導体モジュール 6 6は筒 状部 7 1の内周面に沿って配置されており、 その半導体モジュール 6 6に対 して径方向内外に重なる位置に冷却水通路 7 4が設けられている。

[0069] 筒状部 7 1の外側には固定子 5 0が配置され、 内側には電気コンポーネン 卜 6 2が配置されていることから、 筒状部 7 1 に対しては、 その外側から固 定子 5 0の熱が伝わるとともに、 内側から電気コンポーネント 6 2の熱 （例 えば半導体モジュール 6 6の熱） が伝わることになる。 この場合、 固定子 5 0と半導体モジュール 6 6とを同時に冷やすことが可能となっており� � 回転 電機 1 0における発熱部材の熱を効率良く放出する� �とができる。

[0070] 更に、 固定子巻線 5 1への通電を行うことで回転電機を動作させ� �インバ —夕回路の一部、 又は全部を構成する半導体モジュール 6 6の少なくとも一 部が、 ケーシング 6 4の筒状部 7 1の径方向外側に配置された固定子コア 5 2に囲まれた領域内に配置されている。 望ましくは、 1つの半導体モジュー 〇 2020/175332 20 卩（：171? 2020 /006902

ル 6 6の全体が固定子コア 5 2に囲まれた領域内に配置されている。 更に、 望ましくは、 全ての半導体モジュール 6 6の全体が固定子コア 5 2に囲まれ た領域内に配置されている。

[0071 ] また、 半導体モジュール 6 6の少なくとも一部が、 冷却水通路 7 4により 囲まれた領域内に配置されている。 望ましくは、 全ての半導体モジュール 6 6の全体がヨーク 1 4 1 に囲まれた領域内に配置されている。

[0072] また、 電気コンポーネント 6 2は、 軸方向において、 コンデンサモジュー ル 6 8の一方の端面に設けられた絶縁シート 7 5と、 他方の端面に設けられ た配線モジュール 7 6とを備えている。 この場合、 コンデンサモジュール 6 8は、 その軸方向に対向した二つの端面、 すなわち第 1端面と第 2端面を有 している。 コンデンサモジュール 6 8の軸受ユニッ ト 2 0に近い第 1端面は 、 ケーシング 6 4の端面 7 2に対向しており、 絶縁シート 7 5を挟んだ状態 で端面 7 2に重ね合わされている。 また、 コンデンサモジュール 6 8の開口 6 5に近い第 2端面には、 配線モジュール 7 6が組み付けられている。

[0073] 配線モジュール 7 6は、 合成樹脂材よりなり円形板状をなす本体部 7 6 3 と、 その内部に埋設された複数のバスバー 7 6匕， 7 を有しており、 そ のバスバー 7 6匕， 7 6〇により、 半導体モジュール 6 6やコンデンサモジ ュール 6 8と電気的接続がなされている。 具体的には、 半導体モジュール 6 6は、 その軸方向端面から延びる接続ピン 6 6 3を有しており、 その接続ピ ン 6 6 3が、 本体部 7 6 3の径方向外側においてバスバー 7 6匕に接続され ている。 また、 バスバー 7 6〇は、 本体部 7 6 3の径方向外側においてコン デンサモジュール 6 8とは反対側に延びており、 その先端部にて配線部材 7 9に接続されるようになっている （図 2参照） 。

[0074] 上記のとおりコンデンサモジュール 6 8の軸方向に対向する第 1端面に絶 縁シート 7 5が設けられ、 かつコンデンサモジュール 6 8の第 2端面に配線 モジュール 7 6が設けられた構成によれば、 コンデンサモジュール 6 8の放 熱経路として、 コンデンサモジュール 6 8の第 1端面および第 2端面から端 面 7 2及び筒状部 7 1 に至る経路が形成される。 すなわち、 第 1端面から端 〇 2020/175332 21 卩（：171? 2020 /006902

面 7 2への経路と、 第 2端面から筒状部 7 1へ至る経路が形成される。 これ により、 コンデンサモジュール 6 8において半導体モジュール 6 6が設けら れた外周面以外の端面部からの放熱が可能に なっている。 つまり、 径方向へ の放熱だけでなく、 軸方向への放熱も可能となっている。

[0075] また、 コンデンサモジュール 6 8は中空円筒状をなし、 その内周部には所 定の隙間を介在させて回転軸 1 1が配置されることから、 コンデンサモジュ —ル 6 8の熱はその中空部からも放出可能となって� �る。 この場合、 回転軸 1 1の回転により空気の流れが生じることによ� �、 その冷却効果が高められ るようになっている。

[0076] 配線モジュール 7 6には、 円板状の制御基板 6 7が取り付けられている。

制御基板 6 7は、 所定の配線パターンが形成されたプリントサ ーキッ トボー ド （ 〇巳） を有しており、 そのボード上には各種丨 〇や、 マイコン等から なる制御部に相当する制御装置 7 7が実装されている。 制御基板 6 7は、 ネ ジ等の固定具により配線モジュール 7 6に固定されている。 制御基板 6 7は 、 その中央部に、 回転軸 1 1 を揷通させる揷通孔 6 7 ₃ を有している。

[0077] なお、 配線モジュール 7 6は、 軸方向に互いに対向する、 すなわち、 その 厚み方向において互いに対向する第 1面と第 2面を有する。 第 1面は、 コン デンサモジュール 6 8に面する。 配線モジュール 7 6は、 その第 2面に、 制 御基板 6 7を設けている。 制御基板 6 7の両面の一方側から他方側に配線モ ジュール 7 6のバスバー 7 6〇が延びる構成となっている。 かかる構成にお いて、 制御基板 6 7には、 バスバー 7 6〇との干渉を回避する切欠が設けら れているとよい。 例えば、 円形状をなす制御基板 6 7の外縁部の一部が切り 欠かれているとよい。

[0078] 上述のとおり、 ケーシング 6 4に囲まれた空間内に電気コンポーネント 6

2が収容され、 その外側に、 ハウジング 3 0、 回転子 4 0及び固定子 5 0が 層状に設けられている構成によれば、 インバータ回路で生じる電磁ノイズが 好適にシールドされるようになっている。 すなわち、 インバータ回路では、 所定のキャリァ周波数による \^/!\/1制御を利用して各半導体モジュール 6 6 〇 2020/175332 22 卩（：171? 2020 /006902

でのスイッチング制御が行われ、 そのスイッチング制御により電磁ノイズが 生じることが考えられるが、 その電磁ノイズを、 電気コンポーネント 6 2の 径方向外側のハウジング 3 0、 回転子 4 0、 固定子 5 0等により好適にシー ルドできる。

[0079] 更に、 半導体モジュール 6 6の少なくとも一部が、 ケーシング 6 4の筒状 部 7 1の径方向外側に配置された固定子コア 5 2に囲まれた領域内に配置す ることで、 半導体モジュール 6 6と固定子巻線 5 1 とが固定子コア 5 2を介 さずに配置されている構成に比べて、 半導体モジュール 6 6から磁束が発生 したとしても、 固定子巻線 5 1 に影響を与えにくい。 また、 固定子巻線 5 1 から磁束が発生したとしても、 半導体モジュール 6 6に影響を与えにくい。 なお、 半導体モジュール 6 6の全体が、 ケーシング 6 4の筒状部 7 1の径方 向外側に配置された固定子コア 5 2に囲まれた領域内に配置されると更に効 果的である。 また、 半導体モジュール 6 6の少なくとも一部が、 冷却水通路 7 4により囲まれている場合、 固定子巻線 5 1や磁石ユニッ ト 4 2からの発 熱が半導体モジュール 6 6に届きにくいという効果を得ることができ� �。

[0080] 筒状部 7 1 においてエンドブレート 6 3の付近には、 その外側の固定子 5

0と内側の電気コンポーネント 6 2とを電気的に接続する配線部材 7 9 （図 2参照） を揷通させる貫通孔 7 8が形成されている。 図 2に示すように、 配 線部材 7 9は、 圧着、 溶接などにより、 固定子巻線 5 1の端部と配線モジュ —ル 7 6のバスバー 7 6〇とにそれぞれ接続されている。 配線部材 7 9は、 例えば/《スバーであり、 その接合面は平たく潰されていることが望ま しい。 貫通孔 7 8は、 1力所又は複数箇所に設けられているとよく� � 本実施形態で は 2力所に貫通孔 7 8が設けられている。 2力所に貫通孔 7 8が設けられる 構成では、 2組の 3相巻線から延びる巻線端子を、 それぞれ配線部材 7 9に より容易に結線することが可能となり、 多相結線を行う上で好適なものとな つている。

[0081 ] 上述のとおりハウジング 3 0内には、 図 4に示すように径方向外側から順 に回転子 4 0、 固定子 5 0が設けられ、 固定子 5 0の径方向内側にインパー 〇 2020/175332 23 卩（：171? 2020 /006902

タユニッ ト 6 0が設けられている。 ここで、 ハウジング 3 0の内周面の半径 を とした場合に、 回転子 4 0の回転中心から X〇. 7 0 5の距離よりも 径方向外側に回転子 4 0と固定子 5 0とが配置されている。 この場合、 回転 子 4 0及び固定子 5 0のうち径方向内側の固定子 5 0の内周面 （すなわち固 定子コア 5 2の内周面） から径方向内側となる領域を第 1領域 X 1、 径方向 において固定子 5 0の内周面からハウジング 3 0までの間の領域を第 2領域 X 2とすると、 第 1領域 X 1の横断面の面積は、 第 2領域 X 2の横断面の面 積よりも大きい構成となっている。 また、 径方向において回転子 4 0の磁石 ユニッ ト 4 2及び固定子巻線 5 1が重複する範囲で見て、 第 1領域 X 1の容 積が第 2領域 X 2の容積よりも大きい構成となっている。

[0082] なお、 回転子 4 0及び固定子 5 0を磁気回路コンポーネントアッセンプリ とすると、 ハウジング 3 0内において、 その磁気回路コンポーネントアッセ ンプリの内周面から径方向内側となる第 1領域 X 1が、 径方向において磁気 回路コンポーネントアッセンプリの内周面か らハウジング 3 0までの間の第 2領域 X 2よりも容積が大きい構成となっている。

[0083] 次いで、 回転子 4 0及び固定子 5 0の構成をより詳しく説明する。

[0084] 一般に、 回転電機における固定子の構成として、 積層鋼板よりなりかつ円 環状をなす固定子コアに周方向に複数のスロ ッ トを設け、 そのスロッ ト内に 固定子巻線を巻装するものが知られている。 具体的には、 固定子コアは、 ヨ —クから所定間隔で径方向に延びる複数のテ ィースを有しており、 周方向に 隣り合うティース間にスロッ トが形成されている。 そして、 スロッ ト内に、 例えば径方向に複数層の導線が収容され、 その導線により固定子巻線が構成 されている。

[0085] ただし、 上述した固定子構造では、 固定子巻線の通電時において、 固定子 巻線の起磁力が増加するのに伴い固定子コア のティース部分で磁気飽和が生 じ、 それに起因して回転電機のトルク密度が制限 されることが考えられる。 つまり、 固定子コアにおいて、 固定子巻線の通電により生じた回転磁束がテ ィースに集中することで、 磁気飽和が生じると考えられる。 ［0086］ また、 一般的に、 回転電機における 丨 P M (Inter i or Permanent Magnet) ロータの構成として、 永久磁石が d _ q座標系における d軸に配置され、 q 軸にロータコアが配置されたものが知られて いる。 このような場合、 d軸近 傍の固定子巻線が励磁されることで、 フレミングの法則により固定子から回 転子の q軸に励磁磁束が流入される。 そしてこれにより、 回転子の q軸コア 部分に、 広範囲の磁気飽和が生じると考えられる。

［0087］ 図 7は、 固定子巻線の起磁力を示すアンペアターン ［A T］ とトルク密度 ［N m / L］ との関係を示すトルク線図である。 破線が一般的な丨 P M口一 夕型の回転電機における特性を示す。 図 7に示すように、 一般的な回転電機 では、 固定子において起磁力を増加させていくこと により、 スロッ ト間のテ ィース部分及び q軸コア部分の 2力所で磁気飽和が生じ、 それが原因でトル クの増加が制限されてしまう。 このように、 当該一般的な回転電機では、 ア ンペアターン設計値が A 1で制限されることになる。

［0088］ そこで本実施形態では、 磁気飽和に起因する制限を解消すべく、 回転電機

1 0において、 以下に示す構成を付与するものとしている。 すなわち、 第 1 の工夫として、 固定子において固定子コアのティースで生じ る磁気飽和をな くすべく、 固定子 5 0においてスロッ トレス構造を採用し、 かつ 丨 P M口一 夕の q軸コア部分で生じる磁気飽和をなくすべく� � S P M (Surface Permane nt Magnet) ロータを採用している。 第 1の工夫によれば、 磁気飽和が生じる 上記 2力所の部分をなくすことができるが、 低電流域でのトルクが減少する ことが考えられる (図 7の一点鎖線参照) 。 そのため、 第 2の工夫として、

S P M口一夕の磁束増強を図ることでトルク減少� �挽回すべく、 回転子 4 0 の磁石ユニッ ト 4 2において磁石磁路を長く して磁力を高めた極異方構造を 探用している。

［0089］ また、 第 3の工夫として、 固定子巻線 5 1のコイルサイ ド部 5 3において 導線の固定子 5 0における径方向厚さを小さく した扁平導線構造を採用して トルク減少の挽回を図っている。 ここで、 上述の磁力を高めた極異方構造に よって、 磁石ユニッ ト 4 2に対向する固定子巻線 5 1 には、 より大きな渦電 流が発生することが考えられる。 しかしながら、 第 3の工夫によれば、 径方 向に薄い扁平導線構造のため、 固定子巻線 5 1 における径方向の渦電流の発 生を抑制することができる。 このように、 これら第 1〜第 3の各構成によれ ば、 図 7に実線で示すように、 磁力の高い磁石を採用してトルク特性の大幅 な改善を見込みつつも、 磁力の高い磁石ゆえに生じ得る大きい渦電流 発生の 懸念も改善できるものとなっている。

[0090] さらに、 第 4の工夫として、 極異方構造を利用し正弦波に近い磁束密度分 布を有する磁石ユニッ トを採用している。 これによれば、 後述するパルス制 御等によって正弦波整合率を高めてトルク増 強を図ることができるとともに 、 ラジアル磁石と比べ緩やかな磁束変化のため 渦電流損 （渦電流による銅損 : eddy cur rent loss） もまた更に抑制することができるのである。

[0091 ] 以下、 正弦波整合率について説明する。 正弦波整合率は、 磁石の表面を磁 束プローブでなぞる等して計測した表面磁束 密度分布の実測波形と周期及び ピーク値が同じ正弦波との比較から求める事 ができる。 そして、 回転電機の 基本波である 1次波形の振幅が、 実測波形の振幅、 即ち基本波に他の高調波 成分を加えた振幅に対して、 占める割合が正弦波整合率に相当する。 正弦波 整合率が高くなると、 表面磁束密度分布の波形が正弦波形状に近づ いていく 。 そして、 正弦波整合率を向上させた磁石を備えた回転 電機に対して、 イン バータから 1次の正弦波の電流を供給すると、 磁石の表面磁束密度分布の波 形が正弦波形状に近い事と相まって、 大きなトルクを発生させることができ る。 なお、 表面磁束密度分布は実測以外の方法、 例えばマクスウヱルの方程 式を用いた電磁界解析によって推定しても良 い。

[0092] また、 第 5の工夫として、 固定子巻線 5 1 を複数の素線を寄せ集めて束ね た素線導体構造としている。 これによれば、 素線が並列結線されているため 、 大電流が流せるとともに、 扁平導線構造で固定子 5 0の周方向に広がった 導線で発生する渦電流の発生を、 素線それぞれの断面積が小さくなるため、 第 3の工夫による径方向に薄くする以上に効果� �に抑制することができる。 そして、 複数の素線を撚り合わせた構成にすることで 、 導体からの起磁力に 〇 2020/175332 26 卩（：171? 2020 /006902

対しては、 電流通電方向に対して右ネジの法則で発生す る磁束に対する渦電 流を相殺することができる。

[0093] このように、 第 4の工夫、 第 5の工夫をさらに加えると、 第 2の工夫であ る磁力の高い磁石を採用しながら、 さらにその高い磁力に起因する渦電流損 を抑制しながらトルク増強を図ることができ る。

[0094] 以下に、 上述した固定子 5 0のスロッ トレス構造、 固定子巻線 5 1の扁平 導線構造、 及び磁石ユニッ ト 4 2の極異方構造について個別に説明を加える 。 ここではまずは、 固定子 5 0におけるスロッ トレス構造と固定子巻線 5 1 の扁平導線構造とを説明する。 図 8は、 回転子 4 0及び固定子 5 0の横断面 図であり、 図 9は、 図 8に示す回転子 4 0及び固定子 5 0の一部を拡大して 示す図である。 図 1 0は、 図 1 1の X - X線に沿った固定子 5 0の横断面を 示す断面図であり、 図 1 1は、 固定子 5 0の縦断面を示す断面図である。 ま た、 図 1 2は、 固定子卷線 5 1の斜視図である。 なお、 図 8及び図 9には、 磁石ユニッ ト 4 2における磁石の磁化方向を矢印にて示して� �る。

[0095] 図 8乃至図 1 1 に示すように、 固定子コア 5 2は、 軸方向に複数の電磁鋼 板が積層され、 かつ径方向に所定の厚さを有する円筒状をな しており、 回転 子 4 0側となる径方向外側に固定子巻線 5 1が組み付けられるものとなって いる。 固定子コア 5 2において、 回転子 4 0側の外周面が導線設置部 （導体 エリア） となっている。 固定子コア 5 2の外周面は凹凸のない曲面状をなし ており、 その外周面において周方向に所定間隔で複数 の導線群 8 1が配置さ れている。 固定子コア 5 2は、 回転子 4 0を回転させるための磁気回路の一 部となるバックヨークとして機能する。 この場合、 周方向に隣り合う各 2つ の導線群 8 1の間には軟磁性材からなるティース （つまり、 鉄心） が設けら れていない構成 （つまり、 スロッ トレス構造） となっている。 本実施形態に おいて、 それら各導線群 8 1の間隙 5 6には、 封止部材 5 7の樹脂材料が入 り込む構造となっている。 つまり、 固定子 5 0において、 周方向における各 導線群 8 1の間に設けられる導線間部材が、 非磁性材料である封止部材 5 7 として構成されている。 封止部材 5 7の封止前の状態で言えば、 固定子コア 5 2の径方向外側には、 それぞれ導線間領域である間隙 5 6を隔てて周方向 に所定間隔で導線群 8 1が配置されており、 これによりスロッ トレス構造の 固定子 5 0が構築されている。 言い換えれば、 各導線群 8 1は、 後述するよ うに二つの導線 （conductor） 8 2からなり、 固定子 5 0の周方向に隣り合う 各二つの導線群 8 1の間は、 非磁性材のみが占有している。 この非磁性材と は、 封止部材 5 7以外に空気などの非磁性気体や非磁性液体� �どをも含む。 なお、 以下において、 封止部材 5 7は導線間部材 （conductor-to- conductor member； ともいう。

[0096] なお、 周方向に並ぶ各導線群 8 1の間においてティースが設けられている 構成とは、 ティースが、 径方向に所定厚さを有し、 かつ周方向に所定幅を有 することで、 各導線群 8 1の間に磁気回路の一部、 すなわち磁石磁路を形成 する構成であると言える。 この点において、 各導線群 8 1の間にティースが 設けられていない構成とは、 上記の磁気回路の形成がなされていない構成 で あると Hス ·る。

[0097] 図 1 0に示すように、 固定子巻線 （すなわち電機子巻線） 5 1は、 所定の 厚み T 2 （以下、 第 1寸法とも言う） と幅 W 2 （以下、 第 2寸法とも言う） を有するように形成されている。 厚み T 2は、 固定子卷線 5 1の径方向にお いて互いに対向する外側面と内側面との間の 最短距離である。 幅 W 2は、 固 定子卷線 5 1の多相 （実施例では 3相： U相、 V相及び W相の 3相あるいは X相、 Y相及び Z相の 3相） の一つとして機能する固定子巻線 5 1の一部分 の固定子卷線 5 1の周方向の長さである。 具体的には、 図 1 0において、 周 方向に隣り合う 2つの導線群 8 1が 3相の内の一つである例えば U相として 機能する場合、 周方向において当該 2つの導線群 8 1の端から端までの幅 W 2である。 そして、 厚み T 2は幅 W 2より小さくなっている。

[0098] なお、 厚み T 2は、 幅 W 2内に存在する 2つの導線群 8 1の合計幅寸法よ り小さいことが好ましい。 また、 仮に固定子巻線 5 1 （より詳しくは導線 8 2） の断面形状が真円形状や楕円形状、 又は多角形形状である場合、 固定子 5〇の径方向に沿った導線 8 2の断面のうち、 その断面において固定子 5 0 〇 2020/175332 28 卩（：171? 2020 /006902

の径方向の最大の長さを 1 2、 同断面のうち固定子 5 0の周方向の最大の 長さを 1 1 としても良い。

[0099] 図 1 0及び図 1 1 に示すように、 固定子巻線 5 1は、 封止材 （モールド材 ） としての合成樹脂材からなる封止部材 5 7により封止されている。 つまり 、 固定子巻線 5 1は、 固定子コア 5 2と共にモールド材によりモールドされ ている。 なお樹脂は、 非磁性体、 又は非磁性体の均等物として巳 3 = 0と看 做すことができる。

[0100] 図 1 0の横断面で見れば、 封止部材 5 7は、 各導線群 8 1の間、 すなわち 間隙 5 6に合成樹脂材が充填されて設けられており� � 封止部材 5 7により、 各導線群 8 1の間に絶縁部材が介在する構成となってい� �。 つまり、 間隙 5 6において封止部材 5 7が絶縁部材として機能する。 封止部材 5 7は、 固定 子コア 5 2の径方向外側において、 各導線群 8 1 を全て含む範囲、 すなわち 径方向の厚さ寸法が各導線群 8 1の径方向の厚さ寸法よりも大きくなる範囲 で設けられている。

[0101 ] また、 図 1 1の縦断面で見れば、 封止部材 5 7は、 固定子巻線 5 1の夕一 ン部 8 4を含む範囲で設けられている。 固定子巻線 5 1の径方向内側では、 固定子コア 5 2の軸方向に対向する端面の少なくとも一部� �含む範囲で封止 部材 5 7が設けられている。 この場合、 固定子巻線 5 1は、 各相の相巻線の 端部、 すなわちインバータ回路との接続端子を除く 略全体で樹脂封止されて いる。

[0102] 封止部材 5 7が固定子コア 5 2の端面を含む範囲で設けられた構成では、 封止部材 5 7により、 固定子コア 5 2の積層鋼板を軸方向内側に押さえ付け ることができる。 これにより、 封止部材 5 7を用いて、 各鋼板の積層状態を 保持することができる。 なお、 本実施形態では、 固定子コア 5 2の内周面を 樹脂封止していないが、 これに代えて、 固定子コア 5 2の内周面を含む固定 子コア 5 2の全体を樹脂封止する構成であってもよい� �

[0103] 回転電機 1 0が車両動力源として使用される場合には、 封止部材 5 7が、 高耐熱のフッ素樹脂や、 エポキシ樹脂、 樹脂、 巳巳 樹脂、 ！_〇 〇 2020/175332 29 卩（：171? 2020 /006902

樹脂、 シリコン樹脂、 1樹脂、 I樹脂等により構成されていることが 好ましい。 また、 膨張差による割れ抑制の観点から線膨張係数 を考えると、 固定子巻線 5 1の導線の外被膜と同じ材質であることが望� �しい。 すなわち 、 線膨張係数が、 一般的に他樹脂の倍以上であるシリコン樹脂 は望ましくは 除外される。 なお、 電気車両の如く、 燃焼を利用した機関を持たない電気製 品においては、 1 8 0 °〇程度の耐熱性を持つ 〇樹脂やフエノール樹脂、 ［¾ 樹脂も候補となる。 回転電機の周囲温度が 1 0 0 ^° 〇未満と見做せる分 野においては、 この限りではない。

［0104］ 回転電機 1 0のトルクは磁束の大きさに比例する。 ここで、 固定子コアが ティースを有している場合には、 固定子での最大磁束量がティースでの飽和 磁束密度に依存して制限されるが、 固定子コアがティースを有していない場 合には、 固定子での最大磁束量が制限されない。 そのため、 固定子巻線 5 1 に対する通電電流を増加して回転電機 1 〇のトルク増加を図る上で、 有利な 構成となっている。

［0105］ 本実施形態では、 固定子 5 0においてティースを無く した構造 （スロッ ト レス構造） を用いたことにより、 固定子 5 0のインダクタンスが低減される 。 具体的には、 複数のティースにより仕切られた各スロッ トに導線が収容さ れる一般的な回転電機の固定子ではインダク タンスが例えば 1 1 ^~ 1前後であ るのに対し、 本実施形態の固定子 5 0ではインダクタンスが 5〜 6 0 1 ^~ 1程 度に低減される。 本実施形態では、 アウタロータ構造の回転電機 1 〇としつ つも、 固定子 5 0のインダクタンス低減により機械的時定数� � を下げるこ とが可能となっている。 つまり、 高トルク化を図りつつ、 機械的時定数丁 の低減が可能となっている。 なお、 イナーシャを」、 インダクタンスを!-、 トルク定数を < 1、 逆起電力定数を < ₆ とすると、 機械的時定数丁 は、 次 式により算出される。

丁111 = （」 1_） / （ ㊀）

この場合、 インダクタンス1_の低減により機械的時定数� �� が低減されるこ とが確認できる。 [0106] 固定子コア 5 2の径方向外側における各導線群 8 1は、 断面が扁平矩形状 をなす複数の導線 8 2が固定子コア 5 2の径方向に並べて配置されて構成さ れている。 各導線 8 2は、 横断面において 「径方向寸法＜周方向寸法」 とな る向きで配置されている。 これにより、 各導線群 8 1 において径方向の薄肉 化が図られている。 また、 径方向の薄肉化を図るとともに、 導体領域が、 テ ィースが従来あった領域まで平らに延び、 扁平導線領域構造となっている。 これにより、 薄肉化により断面積が小さくなることで懸念 される導線の発熱 量の増加を、 周方向に扁平化して導体の断面積を稼ぐこと で抑えている。 な お、 複数の導線を周方向に並べ、 かつそれらを並列結線とする構成であって も、 導体被膜分の導体断面積低下は起こるものの 、 同じ理屈に依る効果が得 られる。 なお、 以下において、 導線群 8 1のそれぞれ、 および導線 8 2のそ れぞれを、 伝導部材 (conduct i ve member) とも言う。

[0107] スロッ トがないことから、 本実施形態における固定子巻線 5 1では、 その 周方向の一周における固定子巻線 5 1が占める導体領域を、 固定子巻線 5 1 が存在しない導体非占有領域より大きく設計 することができる。 なお、 従来 の車両用回転電機は、 固定子巻線の周方向の一周における導体領域 /導体非 占有領域は 1以下であるのが当然であった。 一方、 本実施形態では、 導体領 域が導体非占有領域と同等又は導体領域が導 体非占有領域よりも大きくなる ようにして、 各導線群 8 1が設けられている。 ここで、 図 1 0に示すように 、 周方向において導線 8 2 (つまり、 後述する直線部 8 3 ) が配置された導 線領域を W A、 隣り合う導線 8 2の間となる導線間領域を W Bとすると、 導 線領域 W Aは、 導線間領域 W Bより周方向において大きいものとなってい� �

[0108] 固定子巻線 5 1 における導線群 8 1の構成として、 その導線群 8 1の径方 向の厚さ寸法は、 1磁極内における 1相分の周方向の幅寸法よりも小さいも のとなっている。 すなわち、 導線群 8 1が径方向に 2層の導線 8 2よりなり 、 かつ 1磁極内に 1相につき周方向に 2つの導線群 8 1が設けられる構成で は、 各導線 8 2の径方向の厚さ寸法を T c、 各導線 8 2の周方向の幅寸法を 〇 2020/175332 31 卩（：171? 2020 /006902

とした場合に、 「丁〇 2 <\^〇 2」 となるように構成されている。 なお、 他の構成として、 導線群 8 1が 2層の導線 8 2よりなり、 かつ 1磁極 内に 1相につき周方向に 1つの導線群 8 1が設けられる構成では、 「丁〇 X 2く \N c _i の関係となるように構成されるとよい。 要するに、 固定子巻線 5 1 において周方向に所定間隔で配置される導線 部 （導線群 8 1） は、 その径 方向の厚さ寸法が、 1磁極内における 1相分の周方向の幅寸法よりも小さい ものとなっている。

[0109] 言い換えると、 1本 1本の各導線 8 2は、 径方向の厚さ寸法丁〇が周方向 の幅寸法 よりも小さいとよい。 またさらに、 径方向に 2層の導線 8 2よ りなる導線群 8 1の径方向の厚さ寸法 （2丁〇） 、 すなわち導線群 8 1の径 方向の厚さ寸法 （2丁〇） が周方向の幅寸法 よりも小さいとよい。

[01 10] 回転電機 1 0のトルクは、 導線群 8 1 の固定子コア 5 2の径方向の厚さに 略反比例する。 この点、 固定子コア 5 2の径方向外側において導線群 8 1の 厚さを薄く したことにより、 回転電機 1 〇のトルク増加を図る上で有利な構 成となっている。 その理由としては、 回転子 4 0の磁石ユニッ ト 4 2から固 定子コア 5 2までの距離 （つまり鉄の無い部分の距離） を小さく して磁気抵 抗を下げることができるためである。 これによれば、 永久磁石による固定子 コア 5 2の鎖交磁束を大きくすることができ、 トルクを増強することができ る。

[01 1 1 ] また、 導線群 8 1の厚さを薄く したことにより、 導線群 8 1から磁束が漏 れても固定子コア 5 2に回収されやすくなり、 磁束がトルク向上のために有 効に利用されずに外部に漏れることを抑制す ることができる。 つまり、 磁束 漏れにより磁力が低下することを抑制でき、 永久磁石による固定子コア 5 2 の鎖交磁束を大きく して、 トルクを増強することができる。

2匕により被覆された被覆導線よりなり、 径方向に互いに重なる導線 8 2同 士の間、 及び導線 8 2と固定子コア 5 2との間においてそれぞれ絶縁性が確 保されている。 この絶縁被膜 8 2 匕は、 後述する素線 8 6が自己融着被覆線 〇 2020/175332 32 卩（：171? 2020 /006902

であるならその被膜、 又は、 素線 8 6の被膜とは別に重ねられた絶縁部材で 構成されている。 なお、 導線 8 2により構成される各相卷線は、 接続のため の露出部分を除き、 絶縁被膜 8 2 による絶縁性が保持されるものとなって いる。 露出部分としては、 例えば、 入出力端子部や、 星形結線とする場合の 中性点部分である。 導線群 8 1では、 樹脂固着や自己融着被覆線を用いて、 径方向に隣り合う各導線 8 2が相互に固着されている。 これにより、 導線 8 2同士が擦れ合うことによる絶縁破壊や、 振動、 音が抑制される。

[01 13] 本実施形態では、 導体 8 2 ₃ が複数の素線 1 1^） 8 6の集合体として構成 されている。 具体的には、 図 1 3に示すように、 導体 8 2 ₃ は、 複数の素線 8 6を撚ることで撚糸状に形成されている。 また、 図 1 4に示すように、 素 線 8 6は、 細い繊維状の導電材 8 7を束ねた複合体として構成されている。 例えば、 素線 8 6は〇1\1丁 （力ーボンナノチューブ） 繊維の複合体であり、

〇 1\1丁繊維として、 炭素の少なくとも一部をホウ素で置換したホ ウ素含有微 細繊維を含む繊維が用いられている。 炭素系微細繊維としては、 〇1\1丁繊維 以外に、 気相成長法炭素繊維 （ 〇〇 ） 等を用いることができるが、 〇 丁繊維を用いることが好ましい。 なお、 素線 8 6の表面は、 エナメルなどの 高分子絶縁層で覆われている。 また、 素線 8 6の表面は、 ポリイミ ドの被膜 やアミ ドイミ ドの被膜からなる、 いわゆるエナメル被膜で覆われていること が好ましい。

[01 14] 導線 8 2は、 固定子巻線 5 1 において n相の巻線を構成する。 そして導線

8 2 （すなわち、 導体 8 2 の各々の素線 8 6は、 互いに接触状態で隣接 している。 導線 8 2は、 巻線導体が、 複数の素線 8 6が撚られて形成される 部位を、 相内の 1か所以上に持つとともに、 撚られた素線 8 6間の抵抗値が 素線 8 6そのものの抵抗値よりも大きい素線集合体� �なっている。 言い換え ると、 隣接する各 2つの素線 8 6はその隣接する方向において第 1電気抵抗 率を有し、 素線 8 6の各々はその長さ方向において第 2電気抵抗率を有する 場合、 第 1電気抵抗率は第 2電気抵抗率より大きい値になっている。 なお、 導線 8 2が複数の素線 8 6により形成されるとともに、 第 1電気抵抗率が極 〇 2020/175332 33 卩（：171? 2020 /006902

めて高い絶縁部材により複数の素線 8 6を覆う素線集合体となっていても良 い。 また、 導線 8 2の導体 8 2 ₃ は、 撚り合わされた複数の素線 8 6により 構成されている。

[01 15] 上記の導体 8 2 ₃ では、 複数の素線 8 6が撚り合わされて構成されている ため、 各素線 8 6での渦電流の発生が抑えられ、 導体 8 2 3における渦電流 の低減を図ることができる。 また、 各素線 8 6が捻られていることで、 1本 の素線 8 6において磁界の印加方向が互いに逆になる� �位が生じて逆起電圧 が相殺される。 そのため、 やはり渦電流の低減を図ることができる。 特に、 素線 8 6を繊維状の導電材 8 7により構成することで、 細線化することと捻 り回数を格段に増やすこととが可能になり、 渦電流をより好適に低減するこ とができる。

[01 16] なお、 ここでいう素線 8 6同士の絶縁方法は、 前述の高分子絶縁膜に限定 されず、 接触抵抗を利用し撚られた素線 8 6間で電流を流れにくくする方法 であってもよい。 すなわち撚られた素線 8 6間の抵抗値が、 素線 8 6そのも のの抵抗値よりも大きい関係になっていれば 、 抵抗値の差に起因して発生す る電位差により、 上記効果を得ることができる。 たとえば、 素線 8 6を作成 する製造設備と、 回転電機 1 0の固定子 5 0 （電機子） を作成する製造設備 とを別の非連続の設備として用いることで、 移動時間や作業間隔などから素 線 8 6が酸化し、 接触抵抗を増やすことができ、 好適である。

[01 17] 上述のとおり導線 8 2は、 断面が扁平矩形状をなし、 径方向に複数並べて 配置されるものとなっており、 例えば融着層と絶縁層とを備えた自己融着被 覆線で被覆された複数の素線 8 6を燃った状態で集合させ、 その融着層同士 を融着させることで形状を維持している。 なお、 融着層を備えない素線や自 己融着被覆線の素線を撚った状態で合成樹脂 等により所望の形状に固めて成 形してもよい。 導線 8 2における絶縁被膜 8 2 匕の厚さを例えば 8 0 〜 1 0 0 とし、 一般に使用される導線の被膜厚さ （5〜 4 0 ） よりも 厚肉とした場合、 導線 8 2と固定子コア 5 2との間に絶縁紙等を介在させる ことをしなくても、 これら両者の間の絶縁性が確保することがで きる。 〇 2020/175332 34 卩（：171? 2020 /006902

[01 18] また、 絶縁被膜 8 2匕は、 素線 8 6の絶縁層よりも高い絶縁性能を有し、 相間を絶縁することができるように構成され ていることが望ましい。 例えば 、 素線 8 6の高分子絶縁層の厚さを例えば 5 程度にした場合、 導線 8 2 の絶縁被膜 8 2 の厚さを 相間の絶縁を 好適に実施できるようにすることが望ましい 。

[01 19] また、 導線 8 2は、 複数の素線 8 6が撚られることなく束ねられている構 成であってもよい。 つまり、 導線 8 2は、 その全長において複数の素線 8 6 が撚られている構成、 全長のうち一部で複数の素線 8 6が撚られている構成 、 全長において複数の素線 8 6が撚られることなく束ねられている構成の� � ずれかであればよい。 まとめると、 導線部を構成する各導線 8 2は、 複数の 素線 8 6が束ねられているとともに、 束ねられた素線間の抵抗値が素線 8 6 そのものの抵抗値よりも大きい素線集合体と なっている。

[0120] 各導線 8 2は、 固定子巻線 5 1の周方向に所定の配置パターンで配置され るように折り曲げ形成されており、 これにより、 固定子巻線 5 1 として相ご との相巻線が形成されている。 図 1 2に示すように、 固定子巻線 5 1では、 各導線 8 2のうち軸方向に直線状に延びる直線部 8 3によりコイルサイ ド部 5 3が形成され、 軸方向においてコイルサイ ド部 5 3よりも両外側に突出す る夕ーン部 8 4によりコイルエンド 5 4 , 5 5が形成されている。 各導線 8 2は、 直線部 8 3とターン部 8 4とが交互に繰り返されることにより、 波巻 状の一連の導線として構成されている。 直線部 8 3は、 磁石ユニッ ト 4 2に 対して径方向に対向する位置に配置されてお り、 磁石ユニッ ト 4 2の軸方向 外側となる位置において所定間隔を隔てて配 置される同相の直線部 8 3同士 が、 夕ーン部 8 4により互いに接続されている。 なお、 直線部 8 3が 「磁石 対向部」 に相当する。

[0121 ] 本実施形態では、 固定子巻線 5 1が分布巻きにより円環状に巻回形成され ている。 この場合、 コイルサイ ド部 5 3では、 相ごとに、 磁石ユニッ ト 4 2 の 1極対に対応する間隔で周方向に直線部 8 3が配置され、 コイルエンド 5 4 , 5 5では、 相ごとの各直線部 8 3が、 略 V字状に形成されたターン部 8 〇 2020/175332 35 卩（：171? 2020 /006902

4により互いに接続されている。 1極対に対応して対となる各直線部 8 3は 、 それぞれ電流の向きが互いに逆になるものと なっている。 また、 一方のコ イルエンド 5 4と他方のコイルエンド 5 5とでは、 夕ーン部 8 4により接続 される一対の直線部 8 3の組み合わせがそれぞれ相違しており、 そのコイル エンド 5 4 , 5 5での接続が周方向に繰り返されることによ� �、 固定子巻線 5 1が略円筒状に形成されている。

[0122] より具体的には、 固定子巻線 5 1は、 各相 2対ずつの導線 8 2を用いて相 ごとの巻線を構成しており、 固定子巻線 5 1のうち一方の 3相卷線 （II相、

V相、 相） と他方の 3相卷線 （X相、 丫相、 相） とが径方向内外の 2層 に設けられるものとなっている。 この場合、 固定子巻線 5 1の相数を 3 （実 施例の場合は 6） 、 導線 8 2の一相あたりの数を とすれば、 極対ごとに 2 個の導線 8 2が形成されることになる。 本実施形態では、 相数 3が 6、 数 が 4であり、 8極対 （1 6極） の回転電機であることから 、 6 X 4 X 8 = 1 9 2の導線 8 2が固定子コア 5 2の周方向に配置されてい る。

[0123] 図 1 2に示す固定子巻線 5 1では、 コイルサイ ド部 5 3において、 径方向 に隣接する 2層で直線部 8 3が重ねて配置されるとともに、 コイルエンド 5 4 , 5 5において、 径方向に重なる各直線部 8 3から、 互いに周方向逆とな る向きで夕ーン部 8 4が周方向に延びる構成となっている。 つまり、 径方向 に隣り合う各導線 8 2では、 固定子巻線 5 1の端部を除き、 ターン部 8 4の 向きが互いに逆となっている。

[0124] ここで、 固定子巻線 5 1 における導線 8 2の卷回構造を具体的に説明する 。 本実施形態では、 波巻にて形成された複数の導線 8 2を、 径方向に隣接す る複数層 （例えば 2層） に重ねて設ける構成としている。 図 1 5 （ ₃ ） 、 図 1 5 （匕） は、 n層目における各導線 8 2の形態を示す図であり、 図 1 5 （ a） には、 固定子巻線 5 1の側方から見た導線 8 2の形状を示し、 図 1 5 （ b） には、 固定子巻線 5 1の軸方向一側から見た導線 8 2の形状を示してい る。 なお、 図 1 5 （3） 、 図 1 5 （匕） では、 導線群 8 1が配置される位置 〇 2020/175332 36 卩（：171? 2020 /006902

をそれぞれ口 1 , 02, 03, と示している。 また、 説明の便宜上、 3本 の導線 82のみを示しており、 それを第 1導線 82_八、 第 2導線 82_巳 、 第 3導線 82_〇としている。

[0125] 各導線 82_八~82_〇では、 直線部 83が、 いずれも n層目の位置、 すなわち径方向において同じ位置に配置され 、 周方向に 6位置 （3X01対分 ） ずつ離れた直線部 83同士が夕ーン部 84により互いに接続されている。 換言すると、 各導線 82_八~82_〇では、 いずれも回転子 40の軸心を 中心とする同一の円上において、 固定子卷線 5 1の周方向に隣接して並ぶ 7 個の直線部 83の両端の二つが一つのターン部 84により互いに接続されて いる。 例えば第 1導線 82 八では、 一対の直線部 83が 01 , 07にそれ それ配置され、 その一対の直線部 83同士が、 逆 V字状のターン部 84によ り接続されている。 また、 他の導線 82_巳， 82_〇は、 同じ n層目にお いて周方向の位置を 1つずつずらしてそれぞれ配置されている。 この場合、 各導線 82_八~82_〇は、 いずれも同じ層に配置されるため、 ターン部 84が互いに干渉することが考えられる。 そのため本実施形態では、 各導線 82 八~82_〇の夕ーン部 84に、 その一部を径方向にオフセッ トした 干渉回避部を形成することとしている。

[0126] 具体的には、 各導線 82_八~82_〇の夕ーン部 84は、 同一の円 （第

1の円） 上で周方向に延びる部分である 1つの傾斜部 843と、 傾斜部 84 3からその同一の円よりも径方向内側 （図 1 5 （b） において上側） にシフ 卜し、 別の円 （第 2の円） に達する頂部 84匕、 第 2の円上で周方向に延び る傾斜部 84〇及び第 1の円から第 2の円に戻る戻り部 84 とを有してい る。 頂部 84匕、 傾斜部 84〇及び戻り部 84 が干渉回避部に相当する。 なお、 傾斜部 84〇は、 傾斜部 843に対して径方向外側にシフトする構成 であつてもよい。

[0127] つまり、 各導線 82_八~82_〇のターン部 84は、 周方向の中央位置 である頂部 84 を挟んでその両側に、 一方側の傾斜部 84 ₃ と他方側の傾 斜部 84〇とを有しており、 それら各傾斜部 84 84〇の径方向の位置 〇 2020/175332 37 卩（：171? 2020 /006902

（図 1 5 （3） では紙面前後方向の位置、 図 1 5 （13） では上下方向の位置 ） が互いに相違するものとなっている。 例えば第 1導線 8 2 _八の夕ーン部 8 4は、 層の 0 1位置を始点位置として周方向に沿って延び� � 周方向の中 央位置である頂部 8 4 で径方向 （例えば径方向内側） に曲がった後、 周方 向に再度曲がることで、 再び周方向に沿って延び、 さらに戻り部 8 4 で再 び径方向 （例えば径方向外側） に曲がることで、 終点位置である 1·!層の 0 7 位置に達する構成となっている。

[0128] 上記構成によれば、 導線 8 2 _八~ 8 2 _〇では、 一方の各傾斜部 8 4 3 が、 上から第 1導線 8 2 _八 ®第 2導線 8 2 _巳 ®第 3導線 8 2 0の順に 上下に並ぶとともに、 頂部 8 4匕で各導線 8 2 _八〜8 2 _〇の上下が入れ 替わり、 他方の各傾斜部 8 4〇が、 上から第 3導線 8 2 _〇®第 2導線 8 2 巳®第 1導線 8 2 八の順に上下に並ぶ構成となっている。 そのため、 各 導線 8 2 _八~ 8 2 _〇が互いに干渉することなく周方向に配置� �きるよう になっている。

[0129] ここで、 複数の導線 8 2を径方向に重ねて導線群 8 1 とする構成において 、 複数層の各直線部 8 3のうち径方向内側の直線部 8 3に接続されたターン 部 8 4と、 径方向外側の直線部 8 3に接続されたターン部 8 4とが、 それら 各直線部 8 3同士よりも径方向に離して配置されている� �よい。 また、 夕一 ン部 8 4の端部、 すなわち直線部 8 3との境界部付近で、 複数層の導線 8 2 が径方向の同じ側に曲げられる場合に、 その隣り合う層の導線 8 2同士の干 渉により絶縁性が損なわれることが生じない ようにするとよい。

[0130] 例えば図 1 5 （3） 、 図 1 5 （匕） の 0 7〜0 9では、 径方向に重なる各 導線 8 2が、 ターン部 8 4の戻り部 8 4 でそれぞれ径方向に曲げられる。 この場合、 図 1 6に示すように、 層目の導線 8 2と + 1層目の導線 8 2 とで、 曲がり部の曲率半径を相違させるとよい。 具体的には、 径方向内側 （ 〇層目） の導線 8 2の曲率半径 1 を、 径方向外側 （n + 1層目） の導線 8 2の曲率半径 2よりも小さくする。

[0131 ] また、 層目の導線 8 2と + 1層目の導線 8 2とで、 径方向のシフト量 〇 2020/175332 38 卩（：171? 2020 /006902

を相違させるとよい。 具体的には、 径方向内側 （11層目） の導線 82のシフ 卜量 31 を、 径方向外側 （n + 1層目） の導線 82のシフト量 32よりも大 きくする。

［0132］ 上記構成により、 径方向に重なる各導線 82が同じ向きに曲げられる場合 であっても、 各導線 82の相互干渉を好適に回避することができる� �� これに より、 良好な絶縁性が得られることとなる。

［0133］ 次に、 回転子 40における磁石ユニッ ト 42の構造について説明する。 本 実施形態では、 磁石ユニッ ト 42が永久磁石からなり、 残留磁束密度巳 「= 1. 0 ［丁］ 、 固有保磁力 1 ^~ 1〇 」 =400 ［1＜八/〇1］ 以上のものを想定し ている。 要は、 本実施形態で用いる永久磁石は、 粒状の磁性材料を焼結して 成型固化した焼結磁石であり、 」一1 ^~ 1曲線上の固有保磁力 1 ^~ 1〇 」は 400 ［ 1＜八/〇1］ 以上であり、 かつ残留磁束密度巳 「は 1. 0 ［丁］ 以上である。 5000〜 1 0000 ［八丁］ が相間励磁により掛かる場合、 1極対、 すな わち 1\1極と 3極の磁気的長さ、 言い換えれば、 1\1極と 3極間の磁束が流れる 経路のうち、 磁石内を通る長さが 25 ［ ］ の永久磁石を使えば、 」

= 1 0000 ［八］ となり、 減磁をしないことが伺える。

［0134］ また換言すれば、 磁石ユニッ ト 42は、 飽和磁束密度」 3が 1. 2 ［丁］ 以上で、 かつ結晶粒径が 1 0 ［ ］ 以下であり、 配向率を《とした場合に 0 ［丁］ 以上であるものとなっている。

［0135］ 以下に磁石ユニッ ト 42について補足する。 磁石ユニッ ト 42 （磁石） は 、 2. 1 5 ［丁］ 2 ［丁］ であることが特徴である。 言い換え れば、 磁石ユニッ ト 42に用いられる磁石として、 ド611丁_||\1、 2ド6148、 〇! 2ド617 、 1_10型結晶を有する 61^磁石などが挙げられる。 なお、 通例サマコ バと言われる 31^〇5や、 どの構成は使うことができな い。 注意としては、 同型の化合物、 例えば 2ド6148と 2ド6148のように、 一 般的に、 重希土類であるデイスプロシウムを利用して 、 ネオジウムの高い」

3特性を少しだけ失いながらも、 〇 の持つ高い保磁力を持たせた磁石でも 2 . 1 5 ［丁］ 2 ［丁］ を満たす場合があり、 この場合も採用可 〇 2020/175332 39 卩（：171? 2020 /006902

能である。 このような場合は、 例えば（［ 11〇 乂］2ド6148）と呼ぶこととする 。 更に、 異なる組成の 2種類以上の磁石、 例えば、 ド61\1丨プラス 31112ド617 とい うように 2種類以上の材料からなる磁石でも、 達成が可能であるし、 例えば 、 」 3 = 1 . 6 ［丁］ と、 」 3に余裕のある 2ド6148の磁石に、 」 3 < 1 ［ 丁］ の、 例えば 0 2卩 ₆ 148を少量混ぜ、 保磁力を増加させた混合磁石などでも 達成が可能である。

［0136］ また、 人間の活動範囲外の温度、 例えば砂漠の温度を超える 6 0 ^° 〇以上で 動作されるような回転電機、 例えば、 夏においておけば車中温度が 8 0 ^° 〇近 くなる車両用モータ用途などにおいては、 特に温度依存係数の小さい、 61^

、 31112ド617 の成分を含むことが望ましい。 これは、 人間の活動範囲内である 北欧の一 4 0 °〇近い温度状態から、 先述の砂漠温度を超える 6 0 °〇以上、 又 はコイルエナメル被膜の耐熱温度 1 8 0〜 2 4 0 °〇程度までのモータ動作に おいて温度依存係数によって大きくモータ特 性を異ならせるため、 同一のモ —タドライバでの最適制御などが困難となる ためである。 前記!· 10型結晶を有 するド61\1 _1、 又は 31112ド617 などを用いれば、 2ド6148と比べ、 半分以下の温度 依存係数を所持しているその特性から、 モータドライ/ の負担を好適に減ら すことができる。

［0137］ 加えて、 磁石ユニッ ト 4 2は、 前記磁石配合を用いて、 配向以前の微粉体 状態の粒子径の大きさが 1 〇 以下、 単磁区粒子径以上としていることを 特徴としている。 磁石では、 粉体の粒子を数百门 オーダまで微細化するこ とにより保磁力が大きくなるため、 近年では、 できるだけ微細化された粉体 が使用されている。 ただし、 細かく しすぎると、 酸化などにより磁石の巳1 ^~ 1 積が落ちてしまうため、 単磁区粒子径以上が好ましい。 単磁区粒子径までの 粒子径であれば、 微細化により保磁力が上昇することが知られ ている。 なお 、 ここで述べてきた粒子径の大きさは、 磁石の製造工程でいうところの配向 工程の際の微粉体状態の粒子径の大きさであ る。

［0138］ 更に、 磁石ユニッ ト 4 2の第 1磁石 9 1 と第 2磁石 9 2の各々は、 磁性粉 末を高温で焼き固めた、 いわゆる焼結により形成された焼結磁石であ る。 こ の焼結は、 磁石ユニッ ト 42の飽和磁化 J sが 1. 2 T以上で、 第 1磁石 9 1および第 2磁石 92の結晶粒径が 1 0 M m以下であり、 配向率を aとした 場合、 J s Xaが 1. OT (テスラ) 以上の条件を満足するよう行われる。 また、 第 1磁石 9 1 と第 2磁石 92の各々は、 以下の条件を満足するように 焼結されている。 そして、 その製造過程において配向工程にて配向が行 われ ることにより、 等方性磁石の着磁工程による磁力方向の定義 とは異なり、 配 向率 (orientation ratio) を持つ。 本実施形態の磁石ユニッ ト 42の飽和磁 化 J sが 1. 2 T以上で、 第 1磁石 9 1 と第 2磁石 92の配向率 aが、 J r ³ J s Xa³ 1. 0 [T] となるように高い配向率を設定されている。 なお 、 ここで言う配向率 aとは、 第 1磁石 9 1又は第 2磁石 92の各々において 、 例えば、 磁化容易軸が 6つあり、 そのうちの 5つが同じ方向である方向 A 1 0を向き、 残りの一つが方向 A 1 0に対して 90度傾いた方向 B 1 0を向 いている場合、 a = 5/6であり、 残りの一つが方向 A 1 0に対して 45度 傾いた方向 B 1 0を向いている場合には、 残りの一つの方向 A 1 0を向く成 分は c o s 45° =0. 707であるため、 a= (5 + 0. 707) /6と なる。 本実施例では焼結により第 1磁石 9 1 と第 2磁石 92を形成している が、 上記条件が満足されれば、 第 1磁石 9 1 と第 2磁石 92は他の方法によ り成形してもよい。 例えば、 MQ3磁石などを形成する方法を採用すること ができる。

[0139] 本実施形態においては、 配向により磁化容易軸をコントロールした永 久磁 石を利用しているから、 その磁石内部の磁気回路長を、 従来 1. 0 [T] 以 上を出す直線配向磁石の磁気回路長と比べて 、 長くすることができる。 すな わち、 1極対あたりの磁気回路長を、 少ない磁石量で達成できる他、 従来の 直線配向磁石を利用した設計と比べ、 過酷な高熱条件に曝されても、 その可 逆減磁範囲を保つことができる。 また、 本願開示者は、 従来技術の磁石を用 いても、 極異方性磁石と近しい特性を得られる構成を 見いだした。

[0140] なお、 磁化容易軸は、 磁石において磁化されやすい結晶方位のこと をいう 。 磁石における磁化容易軸の向きとは、 磁化容易軸の方向が揃っている程度 〇 2020/175332 41 卩（：171? 2020 /006902

を示す配向率が 5 0 %以上となる方向、 又は、 その磁石の配向の平均となる 方向である。

[0141 ] 図 8及び図 9に示すように、 磁石ユニッ ト 4 2は、 円環状をなしており、 磁石ホルダ 4 1の内側 （詳しくは円筒部 4 3の径方向内側） に設けられてい る。 磁石ユニッ ト 4 2は、 それぞれ極異方性磁石でありかつ極性が互い に異 なる第 1磁石 9 1及び第 2磁石 9 2を有している。 第 1磁石 9 1及び第 2磁 石 9 2は周方向に交互に配置されている。 第 1磁石 9 1は、 固定子巻線 5 1 に近い部分において !\!極を形成する磁石であり、 第 2磁石 9 2は、 固定子巻 線 5 1 に近い部分において 3極を形成する磁石である。 第 1磁石 9 1及び第 2磁石 9 2は、 例えばネオジム磁石等の希土類磁石からなる 永久磁石である

[0142] 各磁石 9 1 , 9 2では、 図 9に示すように、 公知の ¢1 - 座標系において 磁極中心である 軸（ 「6〇1；-3乂_13）と 1\1極と 3極の磁極境界である （言い換え れば、 磁束密度が〇テスラである） 軸（9113〇1「31；11「6-3乂_13）との間において 磁 化方向が円弧状に延びている。 各磁石 9 1 , 9 2それぞれにおいて、 軸側 では磁化方向が円環状の磁石ユニッ ト 4 2の径方向とされ、 9軸側では円環 状の磁石ユニッ ト 4 2の磁化方向が周方向とされている。 以下、 更に詳細に 説明する。 磁石 9 1 , 9 2のそれぞれは、 図 9に示すように、 第 1部分 2 5 〇と、 磁石ユニッ ト 4 2の周方向において第 1部分 2 5 0の両側に位置する 二つの第 2部分 2 6 0とを有する。 言い換えれば、 第 1部分 2 5 0は、 第 2 部分 2 6 0より 軸に近く、 第 2部分 2 6 0は、 第 1部分 2 5 0より 9軸に 近い。 そして、 第 1部分 2 5 0の磁化容易軸 3 0 0の方向は、 第 2部分 2 6 〇の磁化容易軸 3 1 0の方向よりも 軸に対してより平行となるように磁石 ユニッ ト 4 2が構成されている。 言い換えれば、 第 1部分 2 5 0の磁化容易 軸 3 0 0が 軸となす角度 0 1 1が、 第 2部分 2 6 0の磁化容易軸 3 1 0が 軸となす角度 0 1 2よりも小さくなるように磁石ユニッ ト 4 2が構成され ている。

[0143] より詳細には、 角度 0 1 1は、 軸において固定子 5 0 （電機子） から磁 〇 2020/175332 42 卩（：171? 2020 /006902

石ユニッ ト 4 2に向かう方向を正とした時に、 軸と磁化容易軸 3 0 0とが なす角度である。 9軸において固定子 5 0 （電機子） から磁 石ユニッ ト 4 2に向かう方向を正とした時に、 9軸と磁化容易軸 3 1 0とが なす角度である。 なお角度 0 1 1及び角度 0 1 2共に、 本実施形態では 9 0 ° 以下である。 ここでいう、 磁化容易軸 3 0 0 , 3 1 0のそれぞれは、 以下 の定義による。 磁石 9 1 , 9 2のそれぞれの部分において、 一つの磁化容易 軸が方向八 1 1 を向き、 もう一つの磁化容易軸が方向巳 1 1 を向いていると した場合、 方向 1 1 と方向巳 1 1の成す角度 0のコサインの絶対値 （ | 〇 〇 3 0 |） を磁化容易軸 3 0 0或いは磁化容易軸 3 1 0とする。

[0144] すなわち、 各磁石 9 1 , 9 2のそれぞれは、 軸側 （ 軸寄りの部分） と

9軸側 （9軸寄りの部分） とで磁化容易軸の向きが相違しており、 軸側で は磁化容易軸の向きが ¢1軸に平行な方向に近い向きとなり、 軸側では磁化 容易軸の向きが 9軸に直交する方向に近い向きとなっている� � そして、 この 磁化容易軸の向きに応じて円弧状の磁石磁路 が形成されている。 なお、 各磁 石 9 1 , 9 2において、 軸側では磁化容易軸を 軸に平行な向きとし、 9 軸側では磁化容易軸を 軸に直交する向きとしてもよい。

[0145] また、 磁石 9 1 , 9 2では、 各磁石 9 1 , 9 2の周面のうち固定子 5 0側 （図 9の下側） となる固定子側外面と、 周方向において 9軸側の端面とが、 磁束の流入流出面である磁束作用面となって おり、 それらの磁束作用面 （固 定子側外面及び 軸側の端面） を繫ぐように磁石磁路が形成されている。

[0146] 磁石ユニッ ト 4 2では、 各磁石 9 1 , 9 2により、 隣接する 1\1 , 3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 1 7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 1 8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 1 0のトルクを高めることができる。 また、 本実施形態の磁石ユニ ッ ト 4 2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 1 7及び図 1 8において、 横軸は電気 〇 2020/175332 43 卩（：171? 2020 /006902

角を示し、 縦軸は磁束密度を示す。 また、 図 1 7及び図 1 8において、 横軸 の 9 0 ° は 軸 （すなわち磁極中心） を示し、 横軸の 0 ° , 1 8 0 ° は 9軸 を示す。

[0147] つまり、 上記構成の各磁石 9 1 , 9 2によれば、 軸での磁石磁束が強化 され、 かつ 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 軸から 軸にかけての表面磁束変化がなだらかになる 磁石 9 1 , 9 2を 好適に実現することができる。

[0148] 磁束密度分布の正弦波整合率は、 例えば 4 0 %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 3 0 %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 6 0 %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。

[0149] 図 1 8に示すラジアル異方性磁石では、 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、 固定子巻線 5 1 に発生する渦電 流が増加してしまう。 また、 固定子巻線 5 1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、 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。

[0150] 磁石ユニッ ト 4 2では、 各磁石 9 1 , 9 2の 軸付近 （すなわち磁極中心 ） において、 固定子 5 0側の磁束作用面 2 8 0に直交する向きで磁束が生じ 、 その磁束は、 固定子 5 0側の磁束作用面 2 8 0から離れるほど、 軸から 離れるような円弧状をなす。 また、 磁束作用面に直交する磁束であるほど、 強い磁束となる。 この点において、 本実施形態の回転電機 1 0では、 上述の とおり各導線群 8 1 を径方向に薄く したため、 導線群 8 1の径方向の中心位 置が磁石ユニッ ト 4 2の磁束作用面に近づくことになり、 固定子 5 0におい て回転子 4 0から強い磁石磁束を受けることができる。 〇 2020/175332 44 卩（：171? 2020 /006902

[0151 ] また、 固定子 5 0には、 固定子巻線 5 1の径方向内側、 すなわち固定子巻 線 5 1 を挟んで回転子 4 0の逆側に円筒状の固定子コア 5 2が設けられてい る。 そのため、 各磁石 9 1 , 9 2の磁束作用面から延びる磁束は、 固定子コ ア 5 2に引きつけられ、 固定子コア 5 2を磁路の一部として用いつつ周回す る。 この場合、 磁石磁束の向き及び経路を適正化することが できる。

[0152] 以下に、 回転電機 1 0の製造方法として、 図 5に示す軸受ユニッ ト 2 0、 ハウジング 3 0、 回転子 4 0、 固定子 5 0及びインバータユニッ ト 6 0につ いての組み付け手順について説明する。 なお、 インバータユニッ ト 6 0は、 図 6に示すようにユニッ トべース 6 1 と電気コンポーネント 6 2とを有して おり、 それらユニッ トべース 6 1及び電気コンポーネント 6 2の組み付けエ 程を含む各作業工程を説明する。 以下の説明では、 固定子 5 0及びインパー タユニッ ト 6 0よりなる組立品を第 1ユニッ ト、 軸受ユニッ ト 2 0、 ハウジ ング 3 0及び回転子 4 0よりなる組立品を第 2ユニッ トとしている。

[0153] 本製造工程は、

-ユニッ トべース 6 1の径方向内側に電気コンポーネント 6 2を装着する第 1工程と、

-固定子 5〇の径方向内側にユニッ トべース 6 1 を装着して第 1ユニッ トを 製作する第 2工程と、

ハウジング 3 0に組み付けられた軸受ユニッ ト 2 0に、 回転子 4 0の固定 部 4 4を挿入して第 2ユニッ トを製作する第 3工程と、

-第 2ユニッ トの径方向内側に第 1ユニッ トを装着する第 4工程と、

-ハウジング 3 0とユニッ トべース 6 1 とを締結固定する第 5工程と、 を有している。 これら各工程の実施順序は、 第 1工程 ®第 2工程 ®第 3工程 ®第 4工程 ®第 5工程である。

[0154] 上記の製造方法によれば、 軸受ユニッ ト 2 0、 ハウジング 3 0、 回転子 4

0、 固定子 5 0及びインバータユニッ ト 6 0を複数の組立品 （サブアセンブ リ） として組み立てた後に、 それら組立品同士を組み付けるようにしたた め 、 ハンドリングのし易さやユニッ ト毎の検査完結などを実現でき、 合理的な 〇 2020/175332 45 卩（：171? 2020 /006902

組み立てラインの構築が可能となる。 したがって、 多品種生産にも容易に対 応が可能となる。

[0155] 第 1工程では、 ユニッ トべース 6 1の径方向内側及び電気コンポーネント

6 2の径方向外部の少なくともいずれかに、 熱伝導が良好な良熱伝導体を塗 布や接着等により付着させておき、 その状態で、 ユニッ トべース 6 1 に対し て電気コンポーネント 6 2を装着するとよい。 これにより、 半導体モジユー ル 6 6の発熱をユニッ トべース 6 1 に対して効果的に伝達させることが可能 となる。

[0156] 第 3工程では、 ハウジング 3 0と回転子 4 0との同軸を維持しながら、 回 転子 4 0の挿入作業を実施するとよい。 具体的には、 例えばハウジング 3 0 の内周面を基準として回転子 4 0の外周面 （磁石ホルダ 4 1の外周面） 又は 回転子 4 0の内周面 （磁石ユニッ ト 4 2の内周面） の位置を定める治具を用 い、 その治具に沿ってハウジング 3 0及び回転子 4 0のいずれかをスライ ド させながら、 ハウジング 3 0と回転子 4 0との組み付けを実施する。 これに より、 軸受ユニッ ト 2 0に偏荷重を掛けることなく重量部品を組み� �けるこ とが可能となり、 軸受ユニッ ト 2 0の信頼性が向上する。

[0157] 第 4工程では、 第 1ユニッ トと第 2ユニッ トとの同軸を維持しながら、 そ れら両ユニッ トの組み付けを実施するとよい。 具体的には、 例えば回転子 4 0の固定部 4 4の内周面を基準としてユニッ トべース 6 1の内周面の位置を 定める治具を用い、 その治具に沿って第 1ユニッ ト及び第 2ユニッ トのいず れかをスライ ドさせながら、 これら各ユニッ トの組み付けを実施する。 これ により、 回転子 4 0と固定子 5 0との極少隙間間での互いの干渉を防止しな がら組み付けることが可能となるため、 固定子巻線 5 1へのダメージや永久 磁石の欠け等、 組み付け起因の不良品の撲滅が可能となる。

[0158] 上記各工程の順序を、 第 2工程 ®第 3工程 ®第 4工程 ®第 5工程 ®第 1エ 程とすることも可能である。 この場合、 デリケートな電気コンポーネント 6 2を最後に組み付けることになり、 組み付け工程内での電気コンポーネント 6 2へのストレスを最小限にとどめることがで� �る。 〇 2020/175332 46 卩（：171? 2020 /006902

[0159] 次に、 回転電機 1 0を制御する制御システムの構成について説� �する。 図

1 9は、 回転電機 1 0の制御システムの電気回路図であり、 図 20は、 制御 装置 1 1 0による制御処理を示す機能ブロック図であ� �。

[0160] 図 1 9では、 固定子巻線 5 1 として 2組の 3相卷線 5 1 3, 5 1 匕が示さ れており、 3相卷線 5 1 3は II相巻線、 V相卷線及び 相巻線よりなり、 3 相卷線 5 1 13は X相巻線、 丫相卷線及び 相巻線よりなる。 3相卷線 5 1 3 ， 5 1 13ごとに、 電力変換器に相当する第 1インバータ 1 01 と第 2インバ —夕 1 02とがそれぞれ設けられている。 インバータ 1 01 , 1 02は、 相 巻線の相数と同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、 各アームに設けられたスイッチ （半導体スイッチング素子） のオンオ フにより、 固定子巻線 5 1の各相卷線において通電電流が調整される� �

[0161] 各インバータ 1 01 , 1 02には、 直流電源 1 03と平滑用のコンデンサ

1 04とが並列に接続されている。 直流電源 1 03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。 なお、 インバータ 1 01 , 1 02の各スイッチが、 図 1等に示す半導体モジュール 66に相当し、 コン デンサ 1 04が、 図 1等に示すコンデンサモジュール 68に相当する。

[0162] 制御装置 1 1 0は、 〇 IIや各種メモリからなるマイコンを備えてお� ��、 回転電機 1 〇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、 インバータ 1 01 , 1 02における各スイッチのオンオフにより通電� �� 御を実施する。 制御装置 1 1 〇が、 図 6に示す制御装置 77に相当する。 回 転電機 1 〇の検出情報には、 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 40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 1 1 〇は、 インバータ 1 01 , 1 02の各スイッ チを操作する操作信号を生成して出力する。 なお、 発電の要求は、 例えば回 転電機 1 〇が車両用動力源として用いられる場合、 回生駆動の要求である。

[0163] 第 1インバータ 1 01は、 II相、 V相及び 相からなる 3相において上ア —ムスイッチ 3 と下アームスイッチ 3 との直列接続体をそれぞれ備えて いる。 各相の上アームスイッチ S pの高電位側端子は直流電源 1 03の正極 端子に接続され、 各相の下アームスイッチ S nの低電位側端子は直流電源 1 03の負極端子 （グランド） に接続されている。 各相の上アームスイッチ S Pと下アームスイッチ S nとの間の中間接続点には、 それぞれ U相巻線、 V 相巻線、 W相巻線の _端が接続されている。 これら各相卷線は星形結線 （Y 結線） されており、 各相卷線の他端は中性点にて互いに接続され ている。

[0164] 第 2インバータ 1 02は、 第 1インバータ 1 01 と同様の構成を有してお り、 X相、 Y相及び Z相からなる 3相において上アームスイッチ S pと下ア —ムスイッチ S nとの直列接続体をそれぞれ備えている。 各相の上アームス イッチ S pの高電位側端子は直流電源 1 03の正極端子に接続され、 各相の 下アームスイッチ S nの低電位側端子は直流電源 1 03の負極端子 （グラン ド） に接続されている。 各相の上アームスイッチ S pと下アームスイッチ S nとの間の中間接続点には、 それぞれ X相巻線、 Y相巻線、 Z相巻線の一端 が接続されている。 これら各相卷線は星形結線 （Y結線） されており、 各相 巻線の他端は中性点で互いに接続されている 。

[0165] 図 20には、 U, V, W相の各相電流を制御する電流フィードバッ� �制御 処理と、 X, Y, z相の各相電流を制御する電流フィードバッ� �制御処理と が示されている。 ここではまず、 U, V, W相側の制御処理について説明す る。

[0166] 図 20において、 電流指令値設定部 1 1 1は、 トルクー d qマップを用い 、 回転電機 1 〇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 0を時間微分して得られる電気角速度 £〇に基づいて、 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、 電流指令値設定部 1 1 1は、 U, V,

W相側及び X, Y, Z相側において共通に設けられている。 なお、 発電トル ク指令値は、 例えば回転電機 1 0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。

[0167] d q変換部 1 1 2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（d i rect i on of an axis of a magnetic field,。 〇 2020/175332 48 卩（：171? 2020 /006902

流と 9軸電流とに変換する。

[0168] ¢1軸電流フィードバック制御部 1 1 3は、 ¢1軸電流を ¢1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 〇1軸の指令電圧を算出する。 ま た、 9軸電流フィードバック制御部 1 1 4は、 9軸電流を 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 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 1 1 3 , 1 1 4では、 ¢1軸電流及び 軸電流 の電流指令値に対する偏差に基づき、 丨 フィードバック手法を用いて指令 電圧が算出される。

[0169] 3相変換部 1 1 5は、 軸及び 9軸の指令電圧を、 II相、 V相及び 相の 指令電圧に変換する。 なお、 上記の各部 1 1 1〜 1 1 5が、 9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、 II相、 V相及び 相の指令電圧がフィードバック制御値である 。

[0170] そして、 操作信号生成部 1 1 6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、 第 1インバータ 1 0 1の操作信号を生成する 。 具体的には、 操作信号生成部 1 1 6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 \^/1\/1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。

[0171 ] また、 X , 丫， 相側においても同様の構成を有しており、 変換部 1

2 2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、 界磁方向を ¢1軸とする直交 2次元回転座標系の成分である ¢1軸電流と 軸電流とに変換する。

[0172] 軸電流フィードバック制御部 1 2 3は 軸の指令電圧を算出し、 9軸電 流フィードバック制御部 1 2 4は 9軸の指令電圧を算出する。 3相変換部 1 2 5は、 軸及び 9軸の指令電圧を、 X相、 丫相及び 相の指令電圧に変換 する。 そして、 操作信号生成部 1 2 6は、 3相の指令電圧に基づいて、 第 2 インバータ 1 0 2の操作信号を生成する。 具体的には、 操作信号生成部 1 2 〇 2020/175332 49 卩（：171? 2020 /006902

6は、 3相の指令電圧を電源電圧で規格化した信号� �、 三角波信号等のキャ リア信号との大小比較に基づく \^/1\/1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。

[0173] ドライバ 1 1 7は、 操作信号生成部 1 1 6 , 1 2 6にて生成されたスイッ チ操作信号に基づいて、 各インバータ 1 0 1 , 1 0 2における各 3相のスイ ッチ 3 ， 3 をオンオフさせる。

[0174] 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、 各インバータ 1 0 1 , 1 0 2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 1 〇の高出力化や損失低減 の目的で用いられる。 制御装置 1 1 〇は、 回転電機 1 〇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。

[0175] 図 2 1 には、 II , V , 相に対応するトルクフィードバック制御処理 と、 X , 丫， 相に対応するトルクフィードバック制御処理 とが示されている。 なお、 図 2 1 において、 図 2 0と同じ構成については、 同じ符号を付して説 明を省略する。 ここではまず、 II , V , 相側の制御処理について説明する

[0176] 電圧振幅算出部 1 2 7は、 回転電機 1 0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 0を時間微分して得られる電気角速度 £0とに基づ いて、 電圧べ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。

[0177] トルク推定部 1 2 8 3は、 ¢1 変換部 1 1 2により変換された ¢1軸電流と

9軸電流とに基づいて、 リ， V , 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 1 2 8 3は、 軸電流、 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。

[0178] トルクフィードバック制御部 1 2 9 3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 圧べ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 1 2 9 3では、 力行トルク指令値又は発電トルク指令値に対 す 〇 2020/175332 50 卩（：171? 2020 /006902

るトルク推定値の偏差に基づき、 丨 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。

[0179] 操作信号生成部 1 3 0 ₃ は、 電圧振幅指令、 電圧位相指令及び電気角 0に 基づいて、 第 1インバータ 1 0 1の操作信号を生成する。 具体的には、 操作 信号生成部 1 3 0 ₃ は、 電圧振幅指令、 電圧位相指令及び電気角 0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 \^/1\/1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。

[0180] ちなみに、 操作信号生成部 1 3 0 ₃ は、 電圧振幅指令、 電圧位相指令、 電 気角 0及びスイッチ操作信号が関係付けられたマ� �プ情報であるパルスバタ —ン情報、 電圧振幅指令、 電圧位相指令並びに電気角 0に基づいて、 スイッ チ操作信号を生成してもよい。

[0181 ] また、 X , 丫， 相側においても同様の構成を有しており、 トルク推定部

1 2 8 13は、 ¢1 変換部 1 2 2により変換された ¢1軸電流と 軸電流とに基 づいて、 X , 丫， 相に対応するトルク推定値を算出する。

[0182] トルクフィードバック制御部 1 2 9匕は、 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 圧位相指令を算出する。 トルクフィードバック制御部 1 2 9匕では、 力行卜 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、 I 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。

[0183] 操作信号生成部 1 3 0 は、 電圧振幅指令、 電圧位相指令及び電気角 0に 基づいて、 第 2インバータ 1 0 2の操作信号を生成する。 具体的には、 操作 信号生成部 1 3 0匕は、 電圧振幅指令、 電圧位相指令及び電気角 0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 \^/1\/1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。 ドライバ 1 1 7は、 操作信号生成部 1 3 0 3 , 1 3 0匕にて生成されたスイッチ操作信 号に基づいて、 各インバータ 1 0 1 , 1 0 2における各 3相のスイッチ 3 〇 2020/175332 51 卩（：171? 2020 /006902

3 をオンオフさせる。

[0184] ちなみに、 操作信号生成部 1 3 0 は、 電圧振幅指令、 電圧位相指令、 電 気角 0及びスイッチ操作信号が関係付けられたマ� �プ情報であるパルスバタ —ン情報、 電圧振幅指令、 電圧位相指令並びに電気角 0に基づいて、 スイッ チ操作信号を生成してもよい。

[0185] ところで、 回転電機 1 0においては、 軸電流の発生に伴い軸受 2 1 , 2 2 の電食が生じることが懸念されている。 例えば固定子巻線 5 1の通電がスイ ッチングにより切り替えられる際に、 スイッチングタイミングの微小なずれ （スイッチングの不均衡） により磁束の歪みが生じ、 それに起因して、 回転 軸 1 1 を支持する軸受 2 1 , 2 2において電食が生じることが懸念される。 磁束の歪みは固定子 5〇のインダクタンスに応じて生じ、 その磁束の歪みに より生じる軸方向の起電圧によって、 軸受 2 1 , 2 2内での絶縁破壊が起こ り電食が進行する。

[0186] この点本実施形態では、 電食対策として、 以下に示す 3つの対策を講じて いる。 第 1の電食対策は、 固定子 5 0のコアレス化に伴いインダクタンスを 低減したこと、 及び磁石ユニッ ト 4 2の磁石磁束をなだらかにしたことによ る電食抑制対策である。 第 2の電食対策は、 回転軸を軸受 2 1 , 2 2による 片持ち構造としたことによる電食抑制対策で ある。 第 3の電食対策は、 円環 状の固定子巻線 5 1 を固定子コア 5 2と共にモールド材によりモールドした ことによる電食抑制対策である。 以下には、 これら各対策の詳細を個々に説 明する。

[0187] まず第 1の電食対策では、 固定子 5 0において、 周方向における各導線群

8 1の間をテイースレスとし、 各導線群 8 1の間に、 テイース （鉄心） の代 わりに非磁性材料よりなる封止部材 5 7を設ける構成としている （図 1 0参 照） 。 これにより、 固定子 5 0のインダクタンス低減が可能となっている� � 固定子 5 0におけるインダクタンス低減を図ることで� � 仮に固定子巻線 5 1 の通電時にスイッチングタイミングのずれが 生じても、 そのスイッチングタ イミングのずれに起因する磁束歪みの発生を 抑制し、 ひいては軸受 2 1 , 2 〇 2020/175332 52 卩（：171? 2020 /006902

2の電食抑制が可能になっている。 なお、 ¢1軸のインダクタンスが 軸のイ ンダクタンス以下になっているとよい。

[0188] また、 磁石 9 1 , 9 2において、 軸側において 9軸側に比べて磁化容易 軸の向きが 軸に平行となるように配向がなされた構成と した （図 9参照）

。 これにより、 軸での磁石磁束が強化され、 各磁極において 軸から 軸 にかけての表面磁束変化 （磁束の増減） がなだらかになる。 そのため、 スイ ッチング不均衡に起因する急激な電圧変化が 抑制され、 ひいては電食抑制に 寄与できる構成となっている。

[0189] 第 2の電食対策では、 回転電機 1 0において、 各軸受 2 1 , 2 2を、 回転 子 4 0の軸方向中央に対して軸方向のいずれか一� �側に偏って配置している （図 2参照） 。 これにより、 複数の軸受が軸方向において回転子を挟んで 両 側にそれぞれ設けられる構成と比べて、 電食の影響を軽減できる。 つまり、 回転子を複数の軸受により両持ち支持する構 成では、 高周波磁束の発生に伴 い回転子、 固定子及び各軸受 （すなわち、 回転子を挟んで軸方向両側の各軸 受） を通る閉回路が形成され、 軸電流により軸受の電食が懸念される。 これ に対し、 回転子 4 0を複数の軸受 2 1 , 2 2により片持ち支持する構成では 上記閉回路が形成されず、 軸受の電食が抑制される。

[0190] また、 回転電機 1 0は、 軸受 2 1 , 2 2の片側配置のための構成に絡み、 以下の構成を有する。 磁石ホルダ 4 1 において、 回転子 4 0の径方向に張り 出す中間部 4 5に、 軸方向に延びて固定子 5 0に対する接触を回避する接触 回避部が設けられている （図 2参照） 。 この場合、 磁石ホルダ 4 1 を経由し て軸電流の閉回路が形成される場合にあって は、 閉回路長を長く してその回 路抵抗を大きくすることが可能となる。 これにより、 軸受 2 1 , 2 2の電食 の抑制を図ることができる。

[0191 ] 回転子 4 0を挟んで軸方向の一方側においてハウジン� � 3 0に対して軸受 ユニッ ト 2 0の保持部材 2 3が固定されるとともに、 他方側においてハウジ ング 3 0及びユニッ トべース 6 1 （固定子ホルダ） が互いに結合されている （図 2参照） 。 本構成によれば、 回転軸 1 1の軸方向においてその軸方向の 〇 2020/175332 53 卩（：171? 2020 /006902

片側に各軸受 2 1 , 2 2を偏って配置する構成を好適に実現するこ� �ができ る。 また本構成では、 ユニッ トべース 6 1がハウジング 3 0を介して回転軸 1 1 に繫がる構成となるため、 ユニッ トべース 6 1 を、 回転軸 1 1から電気 的に離れた位置に配置することができる。 なお、 ユニッ トべース 6 1 とハウ ジング 3 0との間に樹脂等の絶縁部材を介在させれば� � ユニッ トべース 6 1 と回転軸 1 1 とが電気的に一層離れた構成となる。 これにより、 軸受 2 1 ,

2 2の電食を適正に抑制することができる。

[0192] 本実施形態の回転電機 1 0では、 各軸受 2 1 , 2 2の片側配置等により、 軸受 2 1 , 2 2に作用する軸電圧が低減されている。 また、 回転子 4 0と固 定子 5 0との間の電位差が低減されている。 そのため、 軸受 2 1 , 2 2にお いて導電性グリースを用いなくても、 軸受 2 1 , 2 2に作用する電位差の低 減が可能になっている。 導電性グリースは、 一般的に力ーボンなどの細かい 粒子を含むため音鳴りが生じることが考えら れる。 この点、 本実施形態では 、 軸受 2 1 , 2 2において非導電性グリースを用いる構成と� �ている。 その ため、 軸受 2 1 , 2 2において音鳴りが生じる不都合を抑制でき� �。 例えば 電気自動車などの電動車両への適用時には回 転電機 1 0の音鳴り対策が必要 になると考えられるが、 その音鳴り対策を好適に実施することが可能 となる

[0193] 第 3の電食対策では、 固定子巻線 5 1 を固定子コア 5 2と共にモールド材 によりモールドすることで、 固定子 5 0での固定子巻線 5 1の位置ずれを抑 制する構成としている （図 1 1参照） 。 特に本実施形態の回転電機 1 〇では 、 固定子巻線 5 1 における周方向の各導線群 8 1の間に導線間部材 （ティー ス） を有していないため、 固定子巻線 5 1 における位置ずれ生じる懸念が考 えられるが、 固定子巻線 5 1 を固定子コア 5 2と共にモールドすることによ り、 固定子巻線 5 1の導線位置にずれが抑制される。 したがって、 固定子巻 線 5 1の位置ずれによる磁束の歪みや、 それに起因する軸受 2 1 , 2 2の電 食の発生を抑制することができる。

[0194] なお、 固定子コア 5 2を固定するハウジング部材としてのユニッ トべース 〇 2020/175332 54 卩（：171? 2020 /006902

6 1 を、 炭素繊維強化プラスチック により構成したため、 例え ばアルミ等により構成する場合に比べて、 ユニッ トべ—ス 6 1への放電が抑 制され、 ひいては好適な電食対策が可能となっている 。

[0195] その他、 軸受 2 1 , 2 2の電食対策として、 外輪 2 5及び内輪 2 6の少な くともいずれかをセラミックス材により構成 する、 又は、 外輪 2 5の外側に 絶縁スリーブを設ける等の構成を用いること も可能である。

[0196] 以下に、 他の実施形態を第 1実施形態との相違点を中心に説明する。

[0197] （第 2実施形態）

本実施形態では、 回転子 4 0における磁石ユニッ ト 4 2の極異方構造を変 更しており、 以下に詳しく説明する。

[0198] 図 2 2及び図 2 3に示すように、 磁石ユニッ ト 4 2は、 ハルバッハ配列と 称される磁石配列を用いて構成されている。 すなわち、 磁石ユニッ ト 4 2は 、 磁化方向 （磁化べクトルの向き） を径方向とする第 1磁石 1 3 1 と、 磁化 方向 （磁化ベクトルの向き） を周方向とする第 2磁石 1 3 2とを有しており 、 周方向に所定間隔で第 1磁石 1 3 1が配置されるとともに、 周方向におい て隣り合う第 1磁石 1 3 1の間となる位置に第 2磁石 1 3 2が配置されてい る。 第 1磁石 1 3 1及び第 2磁石 1 3 2は、 例えばネオジム磁石等の希土類 磁石からなる永久磁石である。

[0199] 第 1磁石 1 3 1は、 固定子 5 0に対向する側 （径方向内側） の極が交互に

1\1極、 3極となるように周方向に互いに離間して配� �されている。 また、 第 2磁石 1 3 2は、 各第 1磁石 1 3 1の隣において周方向に極性が交互となる ように配置されている。 これら各磁石 1 3 1 , 1 3 2を囲うように設けられ る円筒部 4 3は、 軟磁性材料よりなる軟磁性体コアであるとよ く、 バックコ アとして機能する。 なお、 この第 2実施形態の磁石ユニッ ト 4 2も、 一9 座標系において、 軸や 9軸に対する磁化容易軸の関係は上記第 1実施形態 と同じである。

[0200] また、 第 1磁石 1 3 1の径方向外側、 すなわち磁石ホルダ 4 1の円筒部 4

3の側には、 軟磁性材料よりなる磁性体 1 3 3が配置されている。 例えば磁 〇 2020/175332 55 卩（：171? 2020 /006902

性体 1 3 3は、 電磁鋼板や軟鉄、 圧粉鉄心材料により構成されているとよい 。 この場合、 磁性体 1 3 3の周方向の長さは第 1磁石 1 3 1の周方向の長さ （特に第 1磁石 1 3 1の外周部の周方向の長さ） と同じである。 また、 第 1 磁石 1 3 1 と磁性体 1 3 3とを一体化した状態でのその一体物の径方� �の厚 さは、 第 2磁石 1 3 2の径方向の厚さと同じである。 換言すれば、 第 1磁石 1 3 1は第 2磁石 1 3 2よりも磁性体 1 3 3の分だけ径方向の厚さが薄くな っている。 各磁石 1 3 1 , 1 3 2と磁性体 1 3 3とは、 例えば接着剤により 相互に固着されている。 磁石ユニッ ト 4 2において第 1磁石 1 3 1の径方向 外側は、 固定子 5 0とは反対側であり、 磁性体 1 3 3は、 径方向における第 1磁石 1 3 1の両側のうち、 固定子 5 0とは反対側 （反固定子側） に設けら れている。

[0201 ] 磁性体 1 3 3の外周部には、 径方向外側、 すなわち磁石ホルダ 4 1の円筒 部 4 3の側に突出する凸部としてのキー 1 3 4が形成されている。 また、 円 筒部 4 3の内周面には、 磁性体 1 3 3のキ_ 1 3 4を収容する凹部としての キー溝 1 3 5が形成されている。 キー 1 3 4の突出形状とキー溝 1 3 5の溝 形状とは同じであり、 各磁性体 1 3 3に形成されたキ _ 1 3 4に対応して、 キー 1 3 4と同数のキー溝 1 3 5が形成されている。 キー 1 3 4及びキー溝 1 3 5の係合により、 第 1磁石 1 3 1及び第 2磁石 1 3 2と磁石ホルダ 4 1 との周方向 （回転方向） の位置ずれが抑制されている。 なお、 キー 1 3 4及 びキー溝 1 3 5 （凸部及び凹部） を、 磁石ホルダ 4 1の円筒部 4 3及び磁性 体 1 3 3のいずれに設けるかは任意でよく、 上記とは逆に、 磁性体 1 3 3の 外周部にキー溝 1 3 5を設けるとともに、 磁石ホルダ 4 1の円筒部 4 3の内 周部にキ _ 1 3 4を設けることも可能である。

[0202] ここで、 磁石ユニッ ト 4 2では、 第 1磁石 1 3 1 と第 2磁石 1 3 2とを交 互に配列することにより、 第 1磁石 1 3 1での磁束密度を大きくすることが 可能となっている。 そのため、 磁石ユニッ ト 4 2において、 磁束の片面集中 を生じさせ、 固定子 5 0寄りの側での磁束強化を図ることができる� �

[0203] また、 第 1磁石 1 3 1の径方向外側、 すなわち反固定子側に磁性体 1 3 3 〇 2020/175332 56 卩（：171? 2020 /006902

を配置したことにより、 第 1磁石 1 3 1の径方向外側での部分的な磁気飽和 を抑制でき、 ひいては磁気飽和に起因して生じる第 1磁石 1 3 1の減磁を抑 制できる。 これにより、 結果的に磁石ユニッ ト 4 2の磁力を増加させること が可能となっている。 本実施形態の磁石ユニッ ト 4 2は、 言うなれば、 第 1 磁石 1 3 1 において減磁が生じ易い部分を磁性体 1 3 3に置き換えた構成と なっている。

[0204] 図 2 4 ( 3 ) 、 図 2 4 (匕) は、 磁石ユニッ ト 4 2における磁束の流れを 具体的に示す図であり、 図 2 4 ( 3 ) は、 磁石ユニッ ト 4 2において磁性体 1 3 3を有していない従来構成を用いた場合を示� �、 図 2 4 (匕) は、 磁石 ユニッ ト 4 2において磁性体 1 3 3を有している本実施形態の構成を用いた 場合を示している。 なお、 図 2 4 ( 3 ) 、 図 2 4 (匕) では、 磁石ホルダ 4 1の円筒部 4 3及び磁石ユニッ ト 4 2を直線状に展開して示しており、 図の 下側が固定子側、 上側が反固定子側となっている。

[0205] 図 2 4 ( ₃ ) の構成では、 第 1磁石 1 3 1の磁束作用面と第 2磁石 1 3 2 の側面とが、 それぞれ円筒部 4 3の内周面に接触している。 また、 第 2磁石 1 3 2の磁束作用面が第 1磁石 1 3 1の側面に接触している。 この場合、 円 筒部 4 3には、 第 2磁石 1 3 2の外側経路を通って第 1磁石 1 3 1 との接触 面に入る磁束 1 と、 円筒部 4 3と略平行で、 かつ第 2磁石 1 3 2の磁束 2を引きつける磁束との合成磁束が生じる。 そのため、 円筒部 4 3において 第 1磁石 1 3 1 と第 2磁石 1 3 2との接触面付近において、 部分的に磁気飽 和が生じることが懸念される。

[0206] これに対し、 図 2 4 (匕) の構成では、 第 1磁石 1 3 1の固定子 5 0とは 反対側において第 1磁石 1 3 1の磁束作用面と円筒部 4 3の内周面との間に 磁性体 1 3 3が設けられているため、 その磁性体 1 3 3で磁束の通過が許容 される。 したがって、 円筒部 4 3での磁気飽和を抑制でき、 減磁に対する耐 力が向上する。

[0207] また、 図 2 4 (匕) の構成では、 図 2 4 ( ₃ ) とは異なり、 磁気飽和を促 す 2を消すことができる。 これにより、 磁気回路全体のパーミアンスを効 〇 2020/175332 57 卩（：171? 2020 /006902

果的に向上させることができる。 このように構成することで、 その磁気回路 特性を、 過酷な高熱条件下でも保つことができる。

［0208］ また、 従来の 3 1\/1ロータにおけるラジアル磁石と比べて、 磁石内部を通 る磁石磁路が長くなる。 そのため、 磁石パーミアンスが上昇し、 磁力を上げ 、 トルクを増強することができる。 さらに、 磁束が ¢1軸の中央に集まること により、 正弦波整合率を高くすることができる。 特に、 \^/1\/1制御により、 電流波形を正弦波や台形波とする、 又は 1 2 0度通電のスイッチング I 〇を 利用すると、 より効果的にトルクを増強することができる 。

［0209］ なお、 固定子コア 5 2が電磁鋼板により構成される場合において� � 固定子 コア 5 2の径方向厚さは、 磁石ユニッ ト 4 2の径方向厚さの 1 / 2、 又は 1 / 2よりも大きいとよい。 例えば、 固定子コア 5 2の径方向厚さは、 磁石ユ ニッ ト 4 2において磁極中心に設けられる第 1磁石 1 3 1の径方向厚さの 1 / 2以上であるとよい。 また、 固定子コア 5 2の径方向厚さは、 磁石ユニッ 卜 4 2の径方向厚さより小さいとよい。 この場合、 磁石磁束は約 1 ［丁］ で あり、 固定子コア 5 2の飽和磁束密度は 2 ［丁］ であるため、 固定子コア 5 2の径方向厚さを、 磁石ユニッ ト 4 2の径方向厚さの 1 / 2以上にすること で、 固定子コア 5 2の内周側への磁束漏洩を防ぐことができる� �

［0210］ ハルバッハ構造や極異方構造の磁石では、 磁路が擬似円弧状になっている ため、 周方向の磁束を扱う磁石厚みに比例して、 その磁束を上昇させること ができる。 こういった構成においては、 固定子コア 5 2に流れる磁束は、 周 方向の磁束を超えることはないと考えられる 。 すなわち、 磁石の磁束 1 ［丁 ］ に対して飽和磁束密度 2 ［丁］ の鉄系金属を利用した場合、 固定子コア 5 2の厚みを磁石厚みの半分以上とすれば、 磁気飽和せず好適に小型かつ軽量 の回転電機を提供することができる。 ここで、 磁石磁束に対して固定子 5 0 からの反磁界が作用するため、 磁石磁束は一般的に 0 . 9 ［丁］ 以下となる 。 そのため、 固定子コアは磁石の半分の厚みを持てば、 その透磁率を好適に 高く保つことができる。

［021 1］ 以下に、 上述した構成の一部を変更した変形例につい て説明する。 〇 2020/175332 58 卩（：171? 2020 /006902

[0212] （変形例 1）

上記実施形態では、 固定子コア 5 2の外周面を凹凸のない曲面状とし、 そ の外周面に所定間隔で複数の導線群 8 1 を並べて配置する構成としたが、 こ れを変更してもよい。 例えば、 図 2 5に示すように、 固定子コア 5 2は、 固 定子卷線 5 1の径方向両側のうち回転子 4 0とは反対側 （図の下側） に設け られた円環状のヨーク 1 4 1 と、 そのヨーク 1 4 1から、 周方向に隣り合う 直線部 8 3の間に向かって突出するように延びる突起� � 1 4 2とを有してい る。 突起部 1 4 2は、 ヨーク 1 4 1の径方向外側、 すなわち回転子 4 0側に 所定間隔で設けられている。 固定子巻線 5 1の各導線群 8 1は、 突起部 1 4 2と周方向において係合しており、 突起部 1 4 2を導線群 8 1の位置決め部 として用いつつ周方向に並べて配置されてい る。 なお、 突起部 1 4 2が 「導 線間部材」 に相当する。

[0213] 突起部 1 4 2は、 ヨーク 1 4 1からの径方向の厚さ寸法、 言い換えれば、 図 2 5に示すように、 ヨーク 1 4 1の径方向において、 直線部 8 3のヨーク 1 4 1 に隣接する内側面 3 2 0から突起部 1 4 2の頂点までの距離 が、 径 方向内外の複数層の直線部 8 3のうち、 ヨーク 1 4 1 に径方向に隣接する直 線部 8 3の径方向の厚さ寸法の 1 / 2 （図の 1 ^~ 1 1） よりも小さい構成となっ ている。 言い換えれば、 固定子巻線 5 1 （固定子コア 5 2） の径方向におけ る導線群 8 1 （伝導部材） の寸法 （厚み） 丁 1 （導線 8 2の厚みの 2倍、 言 い換えれば、 導線群 8 1の固定子コア 5 2に接する面 3 2 0と、 導線群 8 1 の回転子 4 0に向いた面 3 3 0との最短距離） の 4分の 3の範囲は非磁性部 材 （封止部材 5 7） が占有していればよい。 こうした突起部 1 4 2の厚さ制 限により、 周方向に隣り合う導線群 8 1 （すなわち直線部 8 3） の間におい て突起部 1 4 2がティースとして機能せず、 ティースによる磁路形成がなさ れないようになっている。 突起部 1 4 2は、 周方向に並ぶ各導線群 8 1の間 ごとに全て設けられていなくてもよく、 周方向に隣り合う少なくとも 1組の 導線群 8 1の間に設けられていればよい。 例えば、 突起部 1 4 2は、 周方向 において各導線群 8 1の間の所定数ごとに等間隔で設けられてい� �とよい。 〇 2020/175332 59 卩（：171? 2020 /006902

突起部 1 4 2の形状は、 矩形状、 円弧状など任意の形状でよい。

[0214] また、 固定子コア 5 2の外周面では、 直線部 8 3が一層で設けられていて もよい。 したがって、 広義には、 突起部 1 4 2におけるヨーク 1 4 1からの 径方向の厚さ寸法は、 直線部 8 3における径方向の厚さ寸法の 1 / 2よりも 小さいものであればよい。

[0215] なお、 回転軸 1 1の軸心を中心とし、 かつヨーク 1 4 1 に径方向に隣接す る直線部 8 3の径方向の中心位置を通る仮想円を想定す� �と、 突起部 1 4 2 は、 その仮想円の範囲内においてヨーク 1 4 1から突出する形状、 換言すれ ば仮想円よりも径方向外側 （すなわち回転子 4 0側） に突出しない形状をな しているとよい。

[0216] 上記構成によれば、 突起部 1 4 2は、 径方向の厚さ寸法が制限されており 、 周方向に隣り合う直線部 8 3の間においてティースとして機能するもの� � ないため、 各直線部 8 3の間にティースが設けられている場合に比� �て、 隣 り合う各直線部 8 3を近づけることができる。 これにより、 導体 8 2 ₃ の断 面積を大きくすることができ、 固定子巻線 5 1の通電に伴い生じる発熱を低 減することができる。 かかる構成では、 ティースがないことで磁気飽和の解 消が可能となり、 固定子巻線 5 1への通電電流を増大させることが可能とな る。 この場合において、 その通電電流の増大に伴い発熱量が増えるこ とに好 適に対処することができる。 また、 固定子巻線 5 1では、 夕ーン部 8 4が、 径方向にシフトされ、 他の夕ーン部 8 4との干渉を回避する干渉回避部を有 することから、 異なる夕ーン部 8 4同士を径方向に離して配置することがで きる。 これにより、 夕ーン部 8 4においても放熱性の向上を図ることができ る。 以上により、 固定子 5 0での放熱性能を適正化することが可能にな� �て いる。

[0217] また、 固定子コア 5 2のヨーク 1 4 1 と、 回転子 4 0の磁石ユニッ ト 4 2 （すなわち各磁石 9 1 , 9 2） とが所定距離以上離れていれば、 突起部 1 4 2の径方向の厚さ寸法は、 図 2 5の!· I 1 に縛られるものではない。 具体的に は、 ヨーク 1 4 1 と磁石ユニッ ト 4 2とが 2 以上離れていれば、 突起部 〇 2020/175332 60 卩（：171? 2020 /006902

1 4 2の径方向の厚さ寸法は、 図 2 5の!· I 1以上であってもよい。 例えば、 直線部 を越えており、 かつ導線群 8 1が径方 向内外の 2層の導線 8 2により構成されている場合に、 ヨーク 1 4 1 に隣接 していない直線部 8 3、 すなわちヨーク 1 4 1から数えて 2層目の導線 8 2 の半分位置までの範囲で、 突起部 1 4 2が設けられていてもよい。 この場合 、 突起部 1 4 2の径方向厚さ寸法が 「1 ^~ 1 1 3 / 2」 までになっていれば、 導線群 8 1 における導体断面積を大きくすることで、 前記効果を少なからず 得ることはできる。

[0218] また、 固定子コア 5 2は、 図 2 6に示す構成であってもよい。 なお、 図 2

6では、 封止部材 5 7を省略しているが、 封止部材 5 7が設けられていても よい。 図 2 6では、 便宜上、 磁石ユニッ ト 4 2及び固定子コア 5 2を直線状 に展開して示している。

[0219] 図 2 6の構成では、 固定子 5 0は、 周方向に隣接する導線 8 2 （すなわち 直線部 8 3） の間に、 導線間部材としての突起部 1 4 2を有している。 固定 子 5 0は、 固定子巻線 5 1が通電されると、 磁石ユニッ ト 4 2の磁極の一つ （1\1極、 または 3極） とともに磁気的に機能し、 固定子 5 0の周方向に延び る一部分 3 5 0を有する。 この部分 3 5 0の固定子 5 0の周方向への長さを !·！とすると、 この長さ範囲 !·！に存在する突起部 1 4 2の合計の幅 （すな わち、 固定子 5 0の周方向への合計の寸法） を とし、 突起部 1 4 2の飽 和磁束密度を巳 5、 磁石ユニッ ト 4 2の 1極分の周方向の幅寸法を \/\/ 01、 磁 石ユニッ ト 4 2の残留磁束密度を巳 「とする場合、 突起部 1 4 2は、

X巳 3 〇1 X巳 「 （ 1）

となる磁性材料により構成されている。

[0220] なお、 範囲 W _n は、 周方向に隣接する複数の導線群 8 1であって、 励磁時 期が重複する複数の導線群 8 1 を含むように設定される。 その際、 範囲 W _n を設定する際の基準 （境界） として、 導線群 8 1の間隙 5 6の中心を設定す ることが好ましい。 例えば、 図 2 6に例示する構成の場合、 周方向において 極の磁極中心からの距離が最も短いものから 順番に、 4番目までの導線群 〇 2020/175332 61 卩（：171? 2020 /006902

8 1が、 当該複数の導線群 8 1 に相当する。 そして、 当該 4つの導線群 8 1 を含むように範囲 w _n が設定される。 その際、 範囲 W _n の端 （起点と終点） が間隙 5 6の中心とされている。

[0221 ] 図 2 6において、 範囲 nの両端には、 それぞれ突起部 1 4 2が半分ずつ 含まれていることから、 範囲 W nには、 合計 4つ分の突起部 1 4 2が含まれ ている。 したがって、 突起部 1 4 2の幅 （すなわち、 固定子 5 0の周方向に おける突起部 1 4 2の寸法、 言い換えれば、 隣接する導線群 8 1の間隔） を 八とすると、 範囲 W nに含まれる突起部 1 4 2の合計の幅は、

八+八十八+八+ 1 / 2八= 4八となる。

[0222] 詳しくは、 本実施形態では、 固定子巻線 5 1の 3相巻線が分布巻であり、 その固定子巻線 5 1では、 磁石ユニッ ト 4 2の 1極に対して、 突起部 1 4 2 の数、 すなわち各導線群 8 1の間となる間隙 5 6の数が 「相数 〇」 個とな っている。 ここで〇とは、 1相の導線 8 2のうち固定子コア 5 2と接する数 である。 なお、 導線 8 2が回転子 4 0の径方向に積層された導線群 8 1であ る場合には、 1相の導線群 8 1の内周側の導線 8 2の数であるともいえる。 この場合、 固定子巻線 5 1の 3相巻線が各相所定順序で通電されると、 1極 内において 2相分の突起部 1 4 2が励磁される。 したがって、 磁石ユニッ ト 4 2の 1極分の範囲において固定子巻線 5 1の通電により励磁される突起部 1 4 2の周方向の合計幅寸法 は、 突起部 1 4 2 （つまり、 間隙 5 6） の 周方向の幅寸法を八とすると、 「励磁される相数 〇 八= 2 X 2 X八」 と なる。

[0223] そして、 こうして合計幅寸法 が規定された上で、 固定子コア 5 2にお いて、 突起部 1 4 2が、 上記 （1） の関係を満たす磁性材料として構成され ている。 なお、 合計幅寸法 1:は、 1極内において比透磁率が 1 よりも大き くなりえる部分の周方向寸法でもある。 また、 余裕を考えて、 合計幅寸法 1：を、 1磁極における突起部 1 4 2の周方向の幅寸法としてもよい。 具体的 には、 磁石ユニッ ト 4 2の 1極に対する突起部 1 4 2の数が 「相数 〇」 で あることから、 1磁極における突起部 1 4 2の周方向の幅寸法 （合計幅寸法 wt ) を、 「相数 XQXA = 3X2XA = 6 A」 としてもよい。

［0224］ なお、 ここでいう分布巻とは、 磁極の 1極対周期 (N極と S極) で、 固定 子卷線 5 1の一極対があるものである。 ここでいう固定子巻線 5 1の一極対 は、 電流が互いに逆方向に流れ、 ターン部 84で電気的に接続された 2つの 直線部 83とターン部 84からなる。 上記条件みたすものであれば、 短節卷 (Short Pitch Winding) であっても、 全節卷 (Fu 11 Pitch Winding) の分布 巻の均等物とみなす。

［0225］ 次に、 集中巻の場合の例を示す。 ここでいう集中巻とは、 磁極の 1極対の 幅と、 固定子巻線 5 1の一極対の幅とが異なるものである。 集中巻の一例と しては、 1つの磁極対に対して導線群 81が 3つ、 2つの磁極対に対して導 線群 81が 3つ、 4つの磁極対に対して導線群 81が 9つ、 5つの磁極対に 対して導線群 81が 9つのような関係であるものが挙げられる。

［0226］ ここで、 固定子巻線 5 1 を集中巻とする場合には、 固定子巻線 5 1の 3相 巻線が所定順序で通電されると、 2相分の固定子巻線 5 1が励磁される。 そ の結果、 2相分の突起部 1 42が励磁される。 したがって、 磁石ユニッ ト 4 2の 1極分の範囲において固定子巻線 5 1の通電により励磁される突起部 1 42の周方向の幅寸法 W tは、 「AX2」 となる。 そして、 こうして幅寸法 Wtが規定された上で、 突起部 1 42が、 上記 (1 ) の関係を満たす磁性材 料として構成されている。 なお、 上記で示した集中巻の場合は、 同一相の導 線群 81 に囲まれた領域において、 固定子 50の周方向にある突起部 1 42 の幅の総和を Aとする。 また、 集中巻における Wmは 「磁石ユニッ ト 42の エアギャップに対向する面の全周」 X 「相数」 ÷ 「導線群 81の分散数」 に 相当する。

［0227］ ちなみに、 ネオジム磁石やサマリウムコバルト磁石、 フェライ ト磁石とい った BH積が 20 ［MGO e ( k J /m~3) ］ 以上の磁石では B d = 1. 0 強 ［T］ 、 鉄では B r = 2. 0強 ［T］ である。 そのため、 高出カモータと しては、 固定子コア 52において、 突起部 1 42が、 Wt<1 /2XWmの 関係を満たす磁性材料であればよい。 〇 2020/175332 63 卩（：171? 2020 /006902

[0228] また、 後述するように導線 8 2が外層被膜 1 8 2を備える場合には、 導線

8 2同士の外層被膜 1 8 2が接触するように、 導線 8 2を固定子コア 5 2の 周方向に配置しても良い。 この場合は、 は、 0又は接触する両導線 8 2 の外層被膜 1 8 2の厚さ、 と看做すことができる。

[0229] 図 2 5や図 2 6の構成では、 回転子 4 0側の磁石磁束に対して不相応に小 さい導線間部材 （突起部 1 4 2） を有する構成となっている。 なお、 回転子 4 0は、 インダクタンスが低くかつ平坦な表面磁石型 ロータであり、 磁気抵 抗的に突極性を有していないものとなってい る。 かかる構成では、 固定子 5 0のインダクタンス低減が可能となっており� � 固定子巻線 5 1のスイッチン グタイミングのずれに起因する磁束歪みの発 生が抑制され、 ひいては軸受 2 1 , 2 2の電食が抑制される。

[0230] （変形例 2）

上記式 （1） の関係を満たす導線間部材を用いる固定子 5 0として、 以下 の構成を採用することも可能である。 図 2 7では、 固定子コア 5 2の外周面 側 （図の上面側） に、 導線間部材として歯状部 1 4 3が設けられている。 歯 状部 1 4 3は、 ヨーク 1 4 1から突出するようにして周方向に所定間隔� �設 けられており、 径方向に導線群 8 1 と同じ厚み寸法を有している。 歯状部 1 4 3の側面は導線群 8 1の各導線 8 2に接している。 ただし、 歯状部 1 4 3 と各導線 8 2との間に隙間があってもよい。

[0231 ] 歯状部 1 4 3は、 周方向における幅寸法に制限が付与されてお り、 磁石量 に対して不相応に細い極歯 （ステータティース） を備えるものとなっている 。 かかる構成により、 歯状部 1 4 3は、 1 . 8丁以上で磁石磁束により確実 に飽和し、 パーミアンスの低下によりインダクタンスを 下げることができる

[0232] ここで、 磁石ユニッ ト 4 2において、 固定子側における磁束作用面の 1極 あたりの表面積を 3 、 磁石ユニッ ト 4 2の残留磁束密度を巳 「とすると、 磁石ユニッ ト側の磁束は、 例えば 「3 巳 「」 となる。 また、 各歯状部 1 4 3における回転子側の表面積を 3 I、 導線 8 2の一相あたりの数を とし 〇 2020/175332 64 卩（：171? 2020 /006902

、 固定子巻線 5 1の通電により 1極内において 2相分の歯状部 1 4 3が励磁 されるとすると、 固定子側の磁束は、 例えば 「3 I 2 X巳 3」 となる 。 この場合、

（2）

の関係が成立するように歯状部 1 4 3の寸法を制限することで、 インダクタ ンスの低減が図られている。

[0233] なお、 磁石ユニッ ト 4 2と歯状部 1 4 3とで軸方向の寸法が同一である場 合、 磁石ユニッ ト 4 2の 1極分の周方向の幅寸法を \ZVrn、 歯状部 1 4 3の周 方向の幅寸法を Iとすると、 上記式 （2） は、 式 （3） のように置き換 えられる。

より具体的には、 例えば巳 3 = 2丁、 巳 「= 1 丁であり、 01 = 2であると 想定すると、 上記式 （3） は、 の関係となる。 この場 合、 歯状部 1 4 3の幅寸法 3 1を、 磁石ユニッ ト 4 2の 1極分の幅寸法 の 1 / 8よりも小さくすることで、 インダクタンスの低減が図られている 。 なお、 数 が 1であれば、 歯状部 1 4 3の幅寸法 3 Iを、 磁石ユニッ ト 4 2の 1極分の幅寸法 \ZVrnの 1 / 4よりも小さくするとよい。

[0234] なお、 上記式 （3） において、 「\^/ 3 I \〇1 2」 は、 磁石ユニッ ト 4 2 の 1極分の範囲において固定子巻線 5 1の通電により励磁される歯状部 1 4 3の周方向の幅寸法に相当する。

[0235] 図 2 7の構成では、 上述した図 2 5 , 図 2 6の構成と同様に、 回転子 4 0 側の磁石磁束に対して不相応に小さい導線間 部材 （歯状部 1 4 3） を有する 構成となっている。 かかる構成では、 固定子 5 0のインダクタンス低減が可 能となっており、 固定子巻線 5 1のスイッチングタイミングのずれに起因す る磁束歪みの発生が抑制され、 ひいては軸受 2 1 , 2 2の電食が抑制される

[0236] （変形例 3）

上記実施形態では、 固定子巻線 5 1 を覆う封止部材 5 7を、 固定子コア 5 〇 2020/175332 65 卩（：171? 2020 /006902

2の径方向外側において各導線群 8 1 を全て含む範囲、 すなわち径方向の厚 さ寸法が各導線群 8 1の径方向の厚さ寸法よりも大きくなる範囲� �設ける構 成としたが、 これを変更してもよい。 例えば、 図 2 8に示すように、 封止部 材 5 7を、 導線 8 2の一部がはみ出すように設ける構成とする� � より具体的 には、 封止部材 5 7を、 導線群 8 1 において最も径方向外側となる導線 8 2 の一部を径方向外側、 すなわち固定子 5 0側に露出させた状態で設ける構成 とする。 この場合、 封止部材 5 7の径方向の厚さ寸法は、 各導線群 8 1の径 方向の厚さ寸法と同じ、 又はその厚さ寸法よりも小さいとよい。

[0237] （変形例 4）

図 2 9に示すように、 固定子 5 0において、 各導線群 8 1が封止部材 5 7 により封止されていない構成としてもよい。 つまり、 固定子卷線 5 1 を覆う 封止部材 5 7を用いない構成とする。 この場合、 周方向に並ぶ各導線群 8 1 の間に導線間部材が設けられず空隙となって いる。 要するに、 周方向に並ぶ 各導線群 8 1の間に導線間部材が設けられていない構成� �なっている。 なお 、 空気を非磁性体、 又は非磁性体の均等物として巳 3 = 0と看做し、 この空 隙に空気を配置しても良い。

[0238] （変形例 5）

固定子 5 0おける導線間部材を非磁性材料により構成� �る場合に、 その非 磁性材料として、 樹脂以外の材料を用いることも可能である。 例えば、 オー ステナイ ト系のステンレス鋼である 3 II 3 3 0 4を用いる等、 金属系の非磁 性材料を用いてもよい。

[0239] （変形例 6）

固定子 5 0が固定子コア 5 2を具備していない構成としてもよい。 この場 合、 固定子 5 0は、 図 1 2に示す固定子巻線 5 1 により構成されることにな る。 なお、 固定子コア 5 2を具備していない固定子 5 0において、 固定子卷 線 5 1 を封止材により封止する構成としてもよい。 又は、 固定子 5 0が、 軟 磁性材からなる固定子コア 5 2に代えて、 合成樹脂等の非磁性材からなる円 環状の巻線保持部を備える構成であってもよ い。 〇 2020/175332 66 卩（：171? 2020 /006902

[0240] （変形例 7）

上記第 1実施形態では、 回転子 40の磁石ユニッ ト 42として周方向に並 ベた複数の磁石 9 1 , 92を用いる構成としたが、 これを変更し、 磁石ユニ ッ ト 42として円環状の永久磁石である環状磁石を� ��いる構成としてもよい 。 具体的には、 図 30に示すように、 磁石ホルダ 4 1の円筒部 43の径方向 内側に、 環状磁石 95が固定されている。 環状磁石 95には、 周方向に極性 が交互となる複数の磁極が設けられており、 軸及び 9軸のいずれにおいて も一体的に磁石が形成されている。 環状磁石 95には、 各磁極の 軸におい て配向の向きが径方向となり、 各磁極間の 軸において配向の向きが周方向 となるような円弧状の磁石磁路が形成されて いる。

[0241] なお、 環状磁石 95では、 軸寄りの部分において磁化容易軸が 軸に平 行又は 軸に平行に近い向きとなり、 かつ 軸寄りの部分において磁化容易 軸が 軸に直交又は 軸に直交に近い向きとなる円弧状の磁石磁路 が形成さ れるように配向がなされていればよい。

[0242] （変形例 8）

本変形例では、 制御装置 1 1 〇の制御手法の一部を変更している。 本変形 例では、 主に、 第 1実施形態で説明した構成に対する相違部分� �ついて説明 する。

[0243] まず、 図 3 1 を用いて、 図 20に示した操作信号生成部 1 1 6, 1 26及 び図 2 1 に示した操作信号生成部 1 303, 1 306内の処理について説明 する。 なお、 各操作信号生成部 1 1 6, 1 26, 1 30 1 30匕におけ る処理は基本的には同様である。 このため、 以下では、 操作信号生成部 1 1 6の処理を例にして説明する。

[0244] 操作信号生成部 1 1 6は、 キャリア生成部 1 1 6 ₃ と、 II, V, 相比較 器 1 1 6匕 11, 1 1 66 V, 1 1 6匕 とを備えている。 本実施形態におい て、 キャリア生成部 1 1 68は、 キャリア信号 3 丨 9 <3として三角波信号を 生成して出力する。

[0245] II, V, 相比較器 1 1 6匕 11, 1 1 66 V, 1 1 6匕\^/には、 キャリア 生成部 1 1 6 aより生成されたキャリア信号 S i g Cと、 3相変換部 1 1 5 により算出された U, V, W相指令電圧とが入力される。 U, V, W相指令 電圧は、 例えば正弦波状の波形であり、 電気角で位相が 1 20 ^° ずつずれて いる。

[0246] U, V, W相比較器 1 1 6 b U, 1 1 6 b V, 1 1 6 bWは、 U, V, W 相指令電圧とキャリア信号 S i g Cとの大小比較に基づく PWM (PWM : p ulse width modulation) 制御により、 第 1インバータ 1 01 における U, V , W相の上アーム及び下アームの各スイッチ S p, S nの操作信号を生成す る。 具体的には、 操作信号生成部 1 1 6は、 U, V, W相指令電圧を電源電 圧で規格化した信号と、 キャリア信号との大小比較に基づく PWM制御によ り、 U, V, W相の各スイッチ S p, S nの操作信号を生成する。 ドライバ 1 1 7は、 操作信号生成部 1 1 6により生成された操作信号に基づいて、 第 1インバータ 1 01 における U, V, W相の各スイッチ S p, S nをオンオ フさせる。

[0247] 制御装置 1 1 0は、 キャリア信号 S i g Cのキャリア周波数 f c、 すなわ ち各スイッチ S p, S nのスイッチング周波数を変更する処理を行� �。 キャ リア周波数 f cは、 回転電機 1 0の低トルク領域又は高回転領域において高 く設定され、 回転電機 1 0の高トルク領域において低く設定される。 この設 定は、 各相卷線に流れる電流の制御性の低下を抑制 するためになされる。

[0248] つまり、 固定子 50のコアレス化に伴い、 固定子 50におけるインダクタ ンスの低減を図ることができる。 ここで、 インダクタンスが低くなると、 回 転電機 1 〇の電気的時定数が小さくなる。 その結果、 各相卷線に流れる電流 のリップルが増加して巻線に流れる電流の制 御性が低下し、 電流制御が発散 する懸念がある。 この制御性低下の影響は、 巻線に流れる電流 (例えば、 電 流の実効値) が高電流領域に含まれる場合よりも低電流領 域に含まれる場合 に顕著となり得る。 この問題に対処すべく、 本変形例において、 制御装置 1 1 0はキャリア周波数 f Cを変更する。

[0249] 図 32を用いて、 キャリア周波数 f cを変更する処理について説明する。 〇 2020/175332 68 卩（：171? 2020 /006902

この処理は、 操作信号生成部 1 1 6の処理として、 制御装置 1 1 0により、 例えば所定の制御周期で繰り返し実行される 。

[0250] ステップ 3 1 0では、 各相の巻線 5 1 3に流れる電流が低電流領域に含ま れているか否かを判定する。 この処理は、 回転電機 1 0の現在のトルクが低 トルク領域であることを判定するための処理 である。 低電流領域に含まれて いるか否かの判定手法としては、 例えば、 以下の第 1 , 第 2の方法が挙げら れる。

[0251 ] ＜第 1の方法＞

〇1 変換部 1 1 2により変換された 軸電流と 9軸電流とに基づいて、 回 転電機 1 〇のトルク推定値を算出する。 そして、 算出したトルク推定値が卜 ルク閾値未満であると判定した場合、 巻線 5 1 3に流れる電流が低電流領域 に含まれていると判定し、 トルク推定値がトルク閾値以上であると判定 した 場合、 高電流領域に含まれていると判定する。 ここで、 トルク閾値は、 例え ば、 回転電機 1 0の起動トルク （拘束トルクともいう） の 1 / 2に設定され ていればよい。

[0252] ＜第 2の方法＞

角度検出器により検出された回転子 4 0の回転角度が速度閾値以上である と判定した場合、 巻線 5 1 3に流れる電流が低電流領域に含まれている� � す なわち高回転領域であると判定する。 ここで、 速度閾値は、 例えば、 回転電 機 1 0の最大トルクがトルク閾値となる場合の回� �速度に設定されていれば よい。

[0253] ステップ 3 1 0において否定判定した場合には、 高電流領域であると判定 し、 ステップ 3 1 1 に進む。 ステップ 3 1 1では、 キャリア周波数干〇を第 1周波数干！_に設定する。

[0254] ステップ 3 1 0において肯定判定した場合には、 ステップ 3 1 2に進み、 キャリア周波数干〇を、 第 1周波数干！_よりも高い第 2周波数干 ! !に設定す る。

[0255] 以上説明した本変形例によれば、 各相卷線に流れる電流が高電流領域に含 まれる場合よりも低電流領域に含まれる場合 においてキャリア周波数 f Cが 高く設定される。 このため、 低電流領域において、 スイッチ S p, S nのス イッチング周波数を高くすることができ、 電流リップルの増加を抑制するこ とができる。 これにより、 電流制御性の低下を抑制することができる。

[0256] _方、 各相卷線に流れる電流が高電流領域に含まれ る場合、 低電流領域に 含まれる場合よりもキャリア周波数 f cが低く設定される。 高電流領域にお いては、 低電流領域よりも巻線に流れる電流の振幅が 大きいため、 インダク タンスが低くなったことに起因する電流リッ プルの増加が、 電流制御性に及 ぼす影響が小さい。 このため、 高電流領域においては、 低電流領域よりもキ ャリア周波数 f cを低く設定することができ、 各インバータ 1 01 , 1 02 のスイッチング損失を低減することができる 。

[0257] 本変形例においては、 以下に示す形態の実施が可能である。

[0258] キャリア周波数 f cが第 1周波数 f Lに設定されている場合において、 図 32のステップ S 1 0において肯定判定されたとき、 キャリア周波数 f c を、 第 1周波数 f Lから第 2周波数 f Hに向かって徐変させてもよい。

[0259] また、 キャリア周波数 f cが第 2周波数 f Hに設定されている場合におい て、 ステップ S 1 0において否定判定されたとき、 キャリア周波数 f cを、 第 2周波数 f Hから第 1周波数 f Lに向かって徐変させてもよい。

[0260] PWM制御に代えて、 空間べクトル変調 (S VM : space vector modu la tion) 制御によりスイッチの操作信号が生成されて もよい。 この場合であっ ても、 上述したスイッチング周波数の変更を適用す ることができる。

[0261] (変形例 9)

上記各実施形態では、 導線群 81 を構成する各相 2対ずつの導線が、 図 3 3 (a) に示すように並列接続されていた。 図 33 (a) は、 2対の導線で ある第 1 , 第 2導線 88 a, 88 bの電気的接続を示す図である。 ここで、 図 33 (a) に示す構成に代えて、 図 33 (b) に示すように、 第 1 , 第 2 導線 88 a, 88 bが直列接続されていてもよい。

[0262] また、 3対以上の多層導線が径方向に積層配置され� �いてもよい。 図 34 〇 2020/175332 70 卩（：171? 2020 /006902

に、 4対の導線である第 1〜第 4導線 8 8 3 ~ 8 8 が積層配置されている 構成を示す。 第 1〜第 4導線 8 8 3〜8 8 は、 固定子コア 5 2に近い方か ら、 第 1 , 第 2 , 第 3 , 8 8匕， 8 8〇, 8 8 の順に径 方向に並んで配置されている。

[0263] ここで、 図 3 3 （〇） に示すように、 第 3 , 8 8 が並 列接続されるとともに、 この並列接続体の一端に第 1導線 8 8 3が接続され 、 他端に第 2導線 8 8 が接続されていてもよい。 並列接続にすると、 その 並列接続された導線の電流密度を低下させる ことができ、 通電時の発熱を抑 制できる。 そのため、 冷却水通路 7 4が形成されたハウジング （ユニッ トべ —ス 6 1） に筒状の固定子巻線を組み付ける構成におい て、 並列接続されて いない第 1 , 第 2導線 8 8 8 8匕がユニッ トべース 6 1 に当接する固定 子コア 5 2側に配置され、 並列接続された第 3 , 8 8 が 反固定子コア側に配置されている構成とする 。 これにより、 多層導線構造に おける各導線 8 8 3〜8 8 の冷却性能を均等化することができる。

[0264] なお、 第 1〜第 4導線 8 8 3 ~ 8 8 からなる導線群 8 1の径方向の厚さ 寸法は、 1磁極内における 1相分の周方向の幅寸法よりも小さいものと� �れ ていればよい。

[0265] （変形例 1 0）

回転電機 1 〇をインナロータ構造 （内転構造） としてもよい。 この場合、 例えばハウジング 3 0内において、 径方向外側に固定子 5 0が設けられ、 そ の径方向内側に回転子 4 0が設けられるとよい。 また、 固定子 5 0及び回転 子 4 0の軸方向両端のうちその一方の側又はその� �方の側にインバータユニ ッ ト 6 0が設けられているとよい。 図 3 5は、 回転子 4 0及び固定子 5 0の 横断面図であり、 図 3 6は、 図 3 5に示す回転子 4 0及び固定子 5 0の一部 を拡大して示す図である。

[0266] インナロータ構造を前提とする図 3 5及び図 3 6の構成は、 アウタロータ 構造を前提とする図 8及び図 9の構成に対して、 回転子 4 0及び固定子 5 0 が径方向内外で逆になっていることを除いて 、 同様の構成となっている。 簡 〇 2020/175332 71 卩（：171? 2020 /006902

単に説明すると、 固定子 5 0は、 扁平導線構造の固定子巻線 5 1 と、 ティー スを持たない固定子コア 5 2とを有している。 固定子巻線 5 1は、 固定子コ ア 5 2の径方向内側に組み付けられている。 固定子コア 5 2は、 アウタロー 夕構造の場合と同様に、 以下のいずれかの構成を有する。

（八） 固定子 5 0において、 周方向における各導線部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 1、 導線間部材の飽和磁束密度を巳 3、 1磁極における磁石ユニッ ト の周方向の幅寸法を 〇!、 磁石ユニッ トの残留磁束密度を巳 「とした場合に 、 「の関係となる磁性材料を用いている。

（巳） 固定子 5 0において、 周方向における各導線部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。

（〇） 固定子 5 0において、 周方向における各導線部の間に導線間部材を 設 けていない構成となっている。

[0267] また、 磁石ユニッ ト 4 2の各磁石 9 1 , 9 2についても同様である。 つま り、 磁石ユニッ ト 4 2は、 磁極中心である ¢1軸の側において、 磁極境界であ る 9軸の側に比べて磁化容易軸の向きが 軸に平行となるように配向がなさ れた磁石 9 1 , 9 2を用いて構成されている。 各磁石 9 1 , 9 2における磁 化方向等の詳細は既述のとおりである。 磁石ユニッ ト 4 2において環状磁石 9 5 （図 3 0参照） を用いることも可能である。

[0268] 図 3 7は、 インナロータ型とした場合における回転電機 1 0の縦断面図で あり、 これは既述の図 2に対応する図面である。 図 2の構成との相違点を簡 単に説明する。 図 3 7において、 ハウジング 3 0の内側には、 環状の固定子 5 0が固定され、 その固定子 5 0の内側には、 所定のエアギャップを挟んで 回転子 4 0が回転可能に設けられている。 図 2と同様に、 各軸受 2 1 , 2 2 は、 回転子 4 0の軸方向中央に対して軸方向のいずれか一� �側に偏って配置 されており、 これにより、 回転子 4 0が片持ち支持されている。 また、 回転 子 4 0の磁石ホルダ 4 1の内側に、 インバータユニッ ト 6 0が設けられてい る。 〇 2020/175332 72 卩（：171? 2020 /006902

[0269] 図 3 8には、 インナロータ構造の回転電機 1 0として別の構成を示す。 図

3 8において、 ハウジング 3 0には、 軸受 2 1 , 2 2により回転軸 1 1が回 転可能に支持されており、 その回転軸 1 1 に対して回転子 4 0が固定されて いる。 図 2等に示す構成と同様に、 各軸受 2 1 , 2 2は、 回転子 4 0の軸方 向中央に対して軸方向のいずれか一方側に偏 って配置されている。 回転子 4 0は、 磁石ホルダ 4 1 と磁石ユニッ ト 4 2とを有している。

[0270] 図 3 8の回転電機 1 0では、 図 3 7の回転電機 1 0との相違点として、 回 転子 4〇の径方向内側にインバータユニッ ト 6 0が設けられていない構成と なっている。 磁石ホルダ 4 1は、 磁石ユニッ ト 4 2の径方向内側となる位置 で回転軸 1 1 に連結されている。 また、 固定子 5 0は、 固定子巻線 5 1 と固 定子コア 5 2とを有しており、 ハウジング 3 0に対して取り付けられている

[0271 ] （変形例 1 1）

インナロータ構造の回転電機として別の構成 を以下に説明する。 図 3 9は 、 回転電機 2 0 0の分解斜視図であり、 図 4 0は、 回転電機 2 0 0の側面断 面図である。 なおここでは、 図 3 9及び図 4 0の状態を基準に上下方向を示 すこととしている。

[0272] 図 3 9及び図 4 0に示すように、 回転電機 2 0 0は、 環状の固定子コア 2

0 1及び多相の固定子巻線 2 0 2を有する固定子 2 0 3と、 固定子コア 2 0 1の内側に回転自在に配設される回転子 2 0 4とを備えている。 固定子 2 0 3が電機子に相当し、 回転子 2 0 4が界磁子に相当する。 固定子コア 2 0 1 は、 多数の珪素鋼板が積層されて構成されており 、 その固定子コア 2 0 1 に 対して固定子巻線 2 0 2が取り付けられている。 図示は省略するが、 回転子 2 0 4は、 回転子コアと、 磁石ユニッ トとして複数の永久磁石とを有してい る。 回転子コアには、 円周方向に等間隔で複数の磁石揷入孔が設け られてい る。 磁石揷入孔のそれぞれには、 隣接する磁極毎に交互に磁化方向が変わる ように磁化された永久磁石が装着されている 。 なお、 磁石ユニッ トの永久磁 石は、 図 2 3で説明したようなハルバッハ配列又はそれ� �類する構成を有す 〇 2020/175332 73 卩（：171? 2020 /006902

るものであるとよい。 又は、 磁石ユニッ トの永久磁石は、 図 9や図 3 0で説 明したような磁極中心である 軸と磁極境界である 軸との間において配向 方向 （磁化方向） が円弧状に延びている極異方性の特性を備え るものである とよい。

[0273] ここで、 固定子 2 0 3は、 以下のいずれかの構成であるとよい。

（八） 固定子 2 0 3において、 周方向における各導線部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 1、 導線間部材の飽和磁束密度を巳 3、 1磁極における磁石ユニッ 卜の周方向の幅寸法を 、 磁石ユニッ トの残留磁束密度を巳 「とした場合 に、 「の関係となる磁性材料を用いている。

（巳） 固定子 2 0 3において、 周方向における各導線部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。

（〇） 固定子 2 0 3において、 周方向における各導線部の間に導線間部材を 設けていない構成となっている。

[0274] また、 回転子 2 0 4において、 磁石ユニッ トは、 磁極中心である ¢1軸の側 において、 磁極境界である 軸の側に比べて磁化容易軸の向きが 軸に平行 となるように配向がなされた複数の磁石を用 いて構成されている。

[0275] 回転電機 2 0 0の軸方向の一端側には、 環状のインバータケース 2 1 1が 設けられている。 インバータケース 2 1 1は、 ケース下面が固定子コア 2 0 1の上面に接するように配置されている。 インバータケース 2 1 1内には、 インバータ回路を構成する複数のパワーモジ ュール 2 1 2と、 半導体スイッ チング素子のスイッチング動作により生じる 電圧 ·電流の脈動 （リップル） を抑制する平滑コンデンサ 2 1 3と、 制御部を有する制御基板 2 1 4と、 相 電流を検出する電流センサ 2 1 5と、 回転子 2 0 4の回転数センサであるレ ゾルバステータ 2 1 6とが設けられている。 パワーモジュール 2 1 2は、 半 導体スイッチング素子である 丨 ◦巳丁やダイオードを有している。

[0276] インバータケース 2 1 1の周縁には、 車両に搭載されるバッテリの直流回 路と接続されるパワーコネクタ 2 1 7と、 回転電機 2 0 0側と車両側制御装 〇 2020/175332 74 卩（：171? 2020 /006902

置との間で各種信号の受け渡しに用いられ る信号コネクタ 2 1 8とが設けら れている。 インバータケース 2 1 1はトップカバー 2 1 9で覆われている。 車載バッテリからの直流電力は、 パワーコネクタ 2 1 7を介して入力され、 パワーモジュール 2 1 2のスイッチングにより交流に変換されて各� �の固定 子卷線 2 0 2に送られる。

[0277] 固定子コア 2 0 1の軸方向両側のうちインパータケース 2 1 1の反対側に は、 回転子 2 0 4の回転軸を回転可能に保持する軸受ユニッ ト 2 2 1 と、 そ の軸受ユニッ ト 2 2 1 を収容する環状のリアケース 2 2 2とが設けられてい る。 軸受ユニッ ト 2 2 1は、 例えば 2つ一組の軸受を有しており、 回転子 2 〇 4の軸方向中央に対して軸方向のいずれか一� �側に偏って配置されている 。 ただし、 軸受ユニッ ト 2 2 1 における複数の軸受を固定子コア 2 0 1の軸 方向両側に分散させて設け、 それら各軸受により回転軸を両持ち支持する 構 成であってもよい。 リアケース 2 2 2が車両のギアケースや変速機などの取 付部にボルト締結して固定されることで、 回転電機 2 0 0が車両側に取り付 けられるようになっている。

[0278] インバータケース 2 1 1内には、 冷媒を流すための冷却流路 2 1 1 3が形 成されている。 冷却流路 2 1 1 3は、 インバータケース 2 1 1の下面から環 状に凹設された空間を固定子コア 2 0 1の上面で閉塞して形成されている。 冷却流路 2 1 1 3は、 固定子巻線 2 0 2のコイルエンドを囲むように形成さ れている。 冷却流路 2 1 1 3内には、 パワーモジュール 2 1 2のモジュール ケース 2 1 2 ₃ が揷入されている。 リアケース 2 2 2にも、 固定子巻線 2 0 2のコイルエンドを囲むように冷却流路 2 2 2 3が形成されている。 冷却流 路 2 2 2 ₃ は、 リアケース 2 2 2の上面から環状に凹設された空間を固定子 コア 2 0 1の下面で閉塞して形成されている。

[0279] （変形例 1 2）

これまでは、 回転界磁形の回転電機にて具体化した構成を 説明したが、 こ れを変更し、 回転電機子形の回転電機にて具体化すること も可能である。 図 4 1 に、 回転電機子形の回転電機 2 3 0の構成を示す。 〇 2020/175332 75 卩（：171? 2020 /006902

[0280] 図 4 1の回転電機 2 3 0において、 ハウジング 2 3 1 匕にはそ れぞれ軸受 2 3 2が固定され、 その軸受 2 3 2により回転軸 2 3 3が回転自 在に支持されている。 軸受 2 3 2は、 例えば多孔質金属に油を含ませてなる 含油軸受である。 回転軸 2 3 3には、 電機子としての回転子 2 3 4が固定さ れている。 回転子 2 3 4は、 回転子コア 2 3 5とその外周部に固定された多 相の回転子卷線 2 3 6とを有している。 回転子 2 3 4において、 回転子コア 2 3 5はスロッ トレス構造を有し、 回転子卷線 2 3 6は扁平導線構造を有し ている。 つまり、 回転子卷線 2 3 6は、 1相ごとの領域が径方向よりも周方 向に長い扁平構造となっている。

[0281 ] また、 回転子 2 3 4の径方向外側には、 界磁子としての固定子 2 3 7が設 けられている。 固定子 2 3 7は、 ハウジング 2 3 1 3に固定された固定子コ ア 2 3 8と、 その固定子コア 2 3 8の内周側に固定された磁石ユニッ ト 2 3 9とを有している。 磁石ユニッ ト 2 3 9は、 周方向に極性が交互となる複数 の磁極を含む構成となっており、 既述した磁石ユニッ ト 4 2等と同様に、 磁 極中心である 軸の側において、 磁極境界である 軸の側に比べて磁化容易 軸の向きが 軸に平行となるように配向がなされて構成さ れている。 磁石ユ ニッ ト 2 3 9は、 配向が行われた焼結ネオジム磁石を有してお り、 その固有 保磁力は 4 0 0 [ 1＜ /〇! ] 以上、 かつ残留磁束密度は 1 . 0 [丁] 以上と なっている。

[0282] 本例の回転電機 2 3 0は、 2極 3コイルのブラシ付コアレスモータであり 、 回転子卷線 2 3 6は 3つに分割され、 磁石ユニッ ト 2 3 9は 2極である。 ブラシ付きモータの極数とコイル数は、 2 : 3、 4 : 1 0、 4 : 2 1などそ の用途に応じて様々である。

[0283] 回転軸 2 3 3にはコミュテータ 2 4 1が固定されており、 その径方向外側 には複数のブラシ 2 4 2が配置されている。 コミュテータ 2 4 1は、 回転軸 2 3 3に埋め込まれた導線 2 4 3を介して回転子卷線 2 3 6に電気接続され ている。 これらコミュテータ 2 4 1、 ブラシ 2 4 2、 導線 2 4 3を通じて、 回転子卷線 2 3 6に対する直流電流の流入及び流出が行われ� �。 コミュテー 〇 2020/175332 76 卩（：171? 2020 /006902

夕 2 4 1は、 回転子卷線 2 3 6の相数に応じて周方向に適宜分割されて構� � されている。 なお、 ブラシ 2 4 2は、 そのまま電気配線を介して蓄電池など の直流電源に接続されていてもよいし、 端子台などを介して直流電源に接続 されていてもよい。

[0284] 回転軸 2 3 3には、 軸受 2 3 2とコミユテータ 2 4 1 との間に、 シール材 としての樹脂ワッシャ 2 4 4が設けられている。 樹脂ワッシャ 2 4 4により 、 含油軸受である軸受 2 3 2からしみ出た油がコミユテータ 2 4 1側に流れ 出ることが抑制される。

[0285] （変形例 1 3）

回転電機 1 〇の固定子巻線 5 1 において、 各導線 8 2を、 内外に複数の絶 縁被膜を有する構成としてもよい。 例えば、 絶縁被膜付きの複数の導線 （素 線） を 1本に束ね、 それを外層被膜により覆って導線 8 2を構成するとよい 。 この場合、 素線の絶縁被膜が内側の絶縁被膜を構成し、 外層被膜が外側の 絶縁被膜を構成する。 また特に、 導線 8 2における複数の絶縁被膜のうち外 側の絶縁被膜の絶縁能力を、 内側の絶縁被膜の絶縁能力よりも高めておく と よい。 具体的には、 外側の絶縁被膜の厚さを、 内側の絶縁被膜の厚さよりも 厚くする。 例えば、 外側の絶縁被膜の厚さを 1 〇〇 、 内側の絶縁被膜の 厚さを 4 0 とする。 又は、 外側の絶縁被膜として、 内側の絶縁被膜より も誘電率の低い材料を用いるとよい。 これらは少なくともいずれかが適用さ れればよい。 なお、 素線が、 複数の導電材の集合体として構成されている と よい。

[0286] 上記のとおり導線 8 2における最外層の絶縁を強くすることによ� �、 高電 圧の車両用システムに用いる場合に好適なも のとなる。 また、 気圧の低い高 地などでも、 回転電機 1 0の適正な駆動が可能となる。

[0287] （変形例 1 4）

内外に複数の絶縁被膜を有する導線 8 2において、 外側の絶縁被膜と内側 の絶縁被膜とで、 線膨張率 （線膨張係数） 及び接着強さの少なくともいずれ かが異なる構成としてもよい。 本変形例における導線 8 2の構成を図 4 2に 〇 2020/175332 77 卩（：171? 2020 /006902

す。

[0288] 図 4 2において、 導線 8 2は、 複数 （図では 4本） の素線 1 8 1 と、 その 複数の素線 1 8 1 を囲む例えば樹脂製の外層被膜 1 8 2 （外側絶縁被膜） と 、 外層被膜 1 8 2内において各素線 1 8 1の周りに充填された中間層 1 8 3 （中間絶縁被膜） とを有している。 素線 1 8 1は、 銅材よりなる導電部 1 8 1 3と、 絶縁材料よりなる導体被膜 1 8 1 （内側絶縁被膜） とを有してい る。 固定子巻線として見れば、 外層被膜 1 8 2により相間が絶縁される。 な お、 素線 1 8 1が、 複数の導電材の集合体として構成されている とよい。

[0289] 中間層 1 8 3は、 素線 1 8 1の導体被膜 1 8 1 匕よりも高い線膨張率を有 し、 かつ外層被膜 1 8 2よりも低い線膨張率を有している。 つまり、 導線 8 2では、 外側ほど線膨張率が高くなっている。 一般的に、 外層被膜 1 8 2で は導体被膜 1 8 1 匕よりも線膨張係数が高いが、 それらの間にその中間の線 膨張率を有する中間層 1 8 3を設けることにより、 その中間層 1 8 3がクッ シヨン材として機能し、 外層側及び内層側での同時割れを防ぐことが できる

[0290] また、 導線 8 2では、 素線 1 8 1 において導電部 1 8 1 ₃ と導体被膜 1 8

1 匕とが接着されるとともに、 導体被膜 1 8 1 匕と中間層 1 8 3、 中間層 1 8 3と外層被膜 1 8 2がそれぞれ接着されており、 それら各接着部分では、 導線 8 2の外側ほど、 接着強さが弱くなっている。 つまり、 導電部 1 8 1 ₃ 及び導体被膜 1 8 1 の接着強さは、 導体被膜 1 8 1 及び中間層 1 8 3の 接着強さ、 中間層 1 8 3及び外層被膜 1 8 2の接着強さよりも弱くなってい る。 また、 導体被膜 1 8 1 匕及び中間層 1 8 3の接着強さと、 中間層 1 8 3 及び外層被膜 1 8 2の接着強さとを比較すると、 後者の方 （外側の方） が弱 いか、 又は同等であるとよい。 なお、 各被膜同士の接着強さの大きさは、 例 えば 2層の被膜を引き剥がす際に要する引っ張り� �さ等により把握可能であ る。 上記のごとく導線 8 2の接着強さが設定されていることで、 発熱又は冷 却による内外温度差が生じても、 内層側及び外層側で共に割れが生じること （共割れ） を抑制することができる。 〇 2020/175332 78 卩（：171? 2020 /006902

[0291 ] ここで、 回転電機の発熱、 温度変化は、 主に素線 1 8 1の導電部 1 8 1 ₃ から発熱される銅損と、 鉄心内から発せられる鉄損として生じるが、 それら 2種類の損失は、 又は導線 8 2の外部より伝 わるものであり、 中間層 1 8 3に発熱源があるわけではない。 この場合、 中 間層 1 8 3が両方に対してクッションとなり得る接着� �を持つことで、 その 同時割れを防ぐことができる。 したがって、 車両用途など、 高耐圧又は温度 変化の大きい分野での使用に際しても、 好適なる使用が可能となる。

[0292] 以下に補足する。 素線 1 8 1は、 例えばエナメル線であってもよく、 かか る場合には 、 I、 I等の樹脂被膜層 （導体被膜 1 8 1 匕） を有す る。 また、 素線 1 8 1 より外側の外層被膜 1 8 2は、 同様の 、 丨、 八 丨等よりなり、 かつ厚みが厚いものであることが望ましい。 これにより、 線膨張率差による被膜の破壊が抑えられる。 なお、 外層被膜 1 8 2としては 、 八、 丨、 八 I等の前記材料を厚く して対応するものとは別に、 3、 巳巳 、 フッ素、 ポリカーボネート、 シリコン、 エポキシ、 ポリエチ レンナフタレート、 ！_〇 といった、 誘電率が 丨、 八 丨 よりも小さいも のを使うことも回転機の導体密度を高めるた めには望ましい。 これらの樹脂 であれば、 導体被膜 1 8 1 匕同等の \ , P A \被膜よりも薄いか、 導体被 膜 1 8 1 13と同等の厚みであっても、 その絶縁能力を高くすることができ、 これにより導電部の占有率を高めることが可 能となる。 一般的には、 上記樹 脂は、 誘電率がエナメル線の絶縁被膜より良好な絶 縁を有している。 当然、 成形状態や、 混ぜ物によって、 その誘電率を悪くする例も存在する。 中でも 、 3、 巳巳 は、 その線膨張係数がエナメル被膜より一般的に は大き いが、 他樹脂よりも小さいため、 第 2層の外層被膜として適するのである。

[0293] また、 素線 1 8 1の外側における 2種類の被膜 （中間絶縁被膜、 外側絶縁 被膜） と素線 1 8 1のエナメル被膜との接着強さは、 素線 1 8 1 における銅 線とエナメル被膜との間の接着強さよりも弱 いことが望ましい。 これにより 、 エナメル被膜と前記 2種類の被膜とが一度に破壊される現象が抑� �される 〇 2020/175332 79 卩（：171? 2020 /006902

[0294] 固定子に水冷構造、 液冷構造、 空冷構造が付加されている場合には、 基本 的に、 外層被膜 1 8 2から先に熱応力や衝撃応力が掛かると考え� �れる。 し かし、 素線 1 8 1の絶縁層と、 前記 2種類の被膜とが違う樹脂の場合でも、 その被膜を接着しない部位を設けることによ り、 前記熱応力や衝撃応力を低 減することができる。 すなわち、 素線 （エナメル線） と空隙を設け、 フッ素 、 ポリカーボネート、 シリコン、 エポキシ、 ポリエチレンナフタレート、 ！_ 〇 を配置することで前記絶縁構造がなされる。 この場合、 エポキシなどか らなる低誘電率で、 かつ低線膨張係数からなる接着材を用いて、 外層被膜と 内層被膜とを接着することが望ましい。 こうすることで、 機械的強度だけで なく、 導電部の振動による揺れなどによる摩擦によ る被膜破壊、 または線膨 張係数差による外層被膜の破壊を抑えること ができる。

[0295] 上記構成の導線 8 2に対しての、 機械的強度、 固定等を担う、 一般的には 固定子巻線周りの最終工程となる最外層固定 としては、 エポキシ、 3、 巳巳 ！_〇 などの成形性が良く、 誘電率、 線膨張係数といった性質が エナメル被膜と近い性質をもった樹脂が好ま しい。

[0296] —般的には、 ウレタン、 シリコンによる樹脂ポッティングが通例なさ れる が、 前記樹脂においてはその線膨張係数がその他 の樹脂と比べて倍近い差が あり、 樹脂をせん断し得る熱応力を発生する。 そのため、 厳しい絶縁規定が 国際的に用いられる 6 0 V以上の用途には不適である。 この点、 エポキシ、 3、 巳巳 、 ！_ 0 などにより射出成型等により容易に作られる 最終 絶縁工程によれば、 上述の各要件を達成することが可能である。

[0297] 上記以外の変形例を以下に列記する。

[0298] 磁石ユニッ ト 4 2のうち径方向において電機子側の面と、 回転子の軸心 との径方向における距離口1\/1が 5 0 以上とされていてもよい。 具体的に は、 例えば、 図 4に示す磁石ユニッ ト 4 2 （具体的には、 第 1 , 第 2磁石 9 1 , 9 2） のうち径方向内側の面と、 回転子 4 0の軸心との径方向における 以上とされていてもよい。

[0299] スロッ トレス構造の回転電機としては、 その出力が数十 から数百 級の 〇 2020/175332 80 卩（：171? 2020 /006902

模型用などに使用される小規模なものが知 られている。 そして、 一般的には 1 0 を超すような工業用の大型の回転電機でスロ ッ トレス構造が採用さ れた事例を本願開示者は把握していない。 その理由について本願開示者は検 言寸した。

[0300] 近年主流の回転電機は、 次の 4種類に大別される。 それら回転電機とは、 ブラシ付きモータ、 カゴ型誘導モータ、 永久磁石式同期モータ及びリラクタ ンスモータである。

[0301 ] ブラシ付きモータには、 ブラシを介して励磁電流が供給される。 このため 、 大型機のブラシ付きモータの場合、 ブラシが大型化したり、 メンテナンス が煩雑になったりしたりする。 これにより、 半導体技術の目覚ましい発達に 伴い、 誘導モータ等のブラシレスモータに置換され てきた経緯がある。 一方 、 小型モータの世界では、 低い慣性及び経済性の利点から、 コアレスモータ も多数世の中に供給されている。

[0302] カゴ型誘導モータでは、 1次側の固定子巻線で発生させる磁界を 2次側の 回転子の鉄心で受けてカゴ型導体に集中的に 誘導電流を流して反作用磁界を 形成することにより、 トルクを発生させる原理である。 このため、 機器の小 型高効率の観点からすれば、 固定子側及び回転子側ともに鉄心をなくすこ と は必ずしも得策であるとは言えない。

[0303] リラクタンスモータは、 当に鉄心のリラクタンス変化を活用するモー タで あり、 原理的に鉄心をなくすことは望ましくない。

[0304] 永久磁石式同期モータでは、 近年 I 1\/1 （つまり埋め込み磁石型回転子） が主流であり、 特に大型機においては、 特殊事情がない限り 丨 IV!である場 合が多い。

[0305] I 1\/1は、 磁石トルク及びリラクタンストルクを併せ持 つ特性を有してお り、 インバータ制御により、 それらトルクの割合が適時調整されながら運 転 される。 このため、 丨 IV!は小型で制御性に優れるモータである。

[0306] 本願開示者の分析により、 磁石トルク及びリラクタンストルクを発生す る 回転子表面のトルクを、 磁石ユニッ トのうち径方向において電機子側の面と 〇 2020/175332 81 卩（：171? 2020 /006902

、 回転子の軸心との径方向における距離口 IV!、 すなわち、 一般的なインナロ —夕の固定子鉄心の半径を横軸にとって描く と図 4 3に示すものとなる。

[0307] 磁石トルクは、 下式 ( 6 9 1 ) に示すように、 永久磁石の発生する磁界強 度によりそのポテンシャルが決定されるのに 対し、 リラクタンストルクは、 下式 ( 6 2 ) に示すように、 インダクタンス、 特に 軸インダクタンスの 大きさがそのポテンシャルを決定する。

[0308] 磁石トルク = 1< 屮 . 丨 9 . ( ø

9 1 )

リラクタンストルク = !< . 1 . 1 〇1 . ( 6

9 2 )

ここで、 永久磁石の磁界強度と巻線のインダクタンス の大きさとを口 IV!で 比較してみた。 永久磁石の発する磁界強度、 すなわち磁束量 は、 固定子と 対向する面の永久磁石の総面積に比例する。 円筒型の回転子であれば円筒の 表面積になる。 厳密には、 1\1極と 3極とが存在するので、 円筒表面の半分の 専有面積に比例する。 円筒の表面積は、 円筒の半径と、 円筒長さとに比例す る。 つまり、 円筒長さが一定であれば、 円筒の半径に比例する。

[0309] —方、 巻線のインダクタンス!_ 9は、 鉄心形状に依存はするものの感度は 低く、 むしろ固定子巻線の巻数の 2乗に比例するため、 巻数の依存性が高い 。 なお、 を磁気回路の透磁率、 ！\!を巻数、 3を磁気回路の断面積、 3を磁 気回路の有効長さとする場合、 インダクタンス!_ = 1\1 2 \ 3 / 5であ る。 巻線の巻数は、 卷線スぺースの大きさに依存するため、 円筒型モータで あれば、 固定子の卷線スぺース、 すなわちスロッ ト面積に依存することにな る。 図 4 4に示すように、 スロッ ト面積は、 スロッ トの形状が略四角形であ るため、 周方向の長さ寸法 3及び径方向の長さ寸法 13との積 3 X匕に比例す る。

[0310] スロッ トの周方向の長さ寸法は、 円筒の直径が大きいほど大きくなるため

、 円筒の直径に比例する。 スロッ トの径方向の長さ寸法は、 当に円筒の直径 に比例する。 つまり、 スロッ ト面積は、 円筒の直径の 2乗に比例する。 また 〇 2020/175332 82 卩（：171? 2020 /006902

、 上式 （6 2） からも分かる通り、 リラクタンストルクは、 固定子電流の 2乗に比例するため、 いかに大電流を流せるかで回転電機の性能が 決まり、 その性能は固定子のスロッ ト面積に依存する。 以上より、 円筒の長さが一定 なら、 リラクタンストルクは円筒の直径の 2乗に比例する。 このことを踏ま え、 磁石トルク及びリラクタンストルクと口 IV!との関係性をプロッ トした図 が図 4 3である。

[031 1 ] 図 4 3に示すように、 磁石トルクは口 IV!に対して直線的に増加し、 リラク タンストルクは口 IV!に対して 2次関数的に増加する。 口 IV!が比較的小さい場 合は磁石トルクが支配的であり、 固定子鉄心半径が大きくなるに連れてリラ クタンストルクが支配的であることがわかる 。 本願開示者は、 図 4 3におけ る磁石トルク及びリラクタンストルクの交点 が、 所定の条件下において、 お およそ固定子鉄心半径 = 5 0〇!〇!の近傍であるとの結論に至った。 つまり、 固定子鉄心半径が 5 を十分に超えるような 1 0 級のモータでは、 リラクタンストルクを活用することが現在の 主流であるため鉄心を無くすこ とは困難であり、 このことが大型機の分野においてスロッ トレス構造が採用 されない理由の 1つであると推定される。

[0312] 固定子に鉄心が使用される回転電機の場合、 鉄心の磁気飽和が常に課題と なる。 特にラジアルギャップ型の回転電機では、 回転軸の縦断面形状は 1磁 極当たり扇型となり、 機器内周側程磁路幅が狭くなりスロッ トを形成するテ ィース部分の内周側寸法が回転電機の性能限 界を決める。 いかに高性能な永 久磁石を使おうとも、 この部分で磁気飽和が発生すると、 永久磁石の性能を 十分にひきだすことができない。 この部分で磁気飽和を発生させないために は、 内周径を大きく設計することになり結果的に 機器の大型化に至ってしま うのである。

[0313] 例えば、 分布巻の回転電機では、 3相巻線であれば、 1磁極あたり 3つ乃 至 6つのティースで分担して磁束を流すのだが� � 周方向前方のティースに磁 束が集中しがちであるため、 3つ乃至 6つのティースに均等に磁束が流れる わけではない。 この場合、 一部 （例えば 1つ又は 2つ） のティースに集中的 〇 2020/175332 83 卩（：171? 2020 /006902

に磁束が流れながら、 回転子の回転に伴って磁気飽和するティース も周方向 に移動してゆく。 これがスロッ トリップルを生む要因にもなる。

[0314] 以上から、 口1\/1が 5 となるスロッ トレス構造の回転電機におい て、 磁気飽和を解消するために、 ティースを廃止したい。 しかし、 ティース が廃止されると、 回転子及び固定子における磁気回路の磁気抵 抗が増加し、 回転電機のトルクが低下してしまう。 磁気抵抗増加の理由としては、 例えば 、 回転子と固定子との間のエアギャップが大き くなることがある。 このため 、 上述した口1\/1が 5 以上となるスロッ トレス構造の回転電機において

、 トルクを増強することについて改善の余地が ある。 したがって、 上述した 以上となるスロッ トレス構造の回転電機に、 上述したトルク を増強できる構成を適用するメリッ トが大きい。

[0315] なお、 アウタロータ構造の回転電機に限らず、 インナロータ構造の回転電 機についても、 磁石ユニッ トのうち径方向において電機子側の面と、 回転子 の軸心との径方向における距離

[0316] 回転電機 1 0の固定子巻線 5 1 において、 導線 8 2の直線部 8 3を径方 向に単層で設ける構成としてもよい。 また、 径方向内外に複数層で直線部 8 3を配置する場合に、 その層数は任意でよく、 3層、 4層、 5層、 6層等で 設けてもよい。

[0317] 例えば図 2の構成では、 回転軸 1 1 を、 軸方向で回転電機 1 0の一端側 及び他端側の両方に突出するように設けたが 、 これを変更し、 一端側にのみ 突出する構成としてもよい。 この場合、 回転軸 1 1は、 軸受ユニッ ト 2 0に より片持ち支持される部分を端部とし、 その軸方向外側に延びるように設け られるとよい。 本構成では、 インバータユニッ ト 6 0の内部に回転軸 1 1が 突出しない構成となるため、 インバータユニッ ト 6 0の内部空間、 詳しくは 筒状部 7 1の内部空間をより広く用いることができる� �ととなる。

[0318] 上記構成の回転電機 1 0では、 軸受 2 1 , 2 2において非導電性グリー スを用いる構成としたが、 これを変更し、 軸受 2 1 , 2 2において導電性グ リースを用いる構成としてもよい。 例えば、 金属粒子や力ーボン粒子等が含 〇 2020/175332 84 卩（：171? 2020 /006902

まれた導電性グリースを用いる構成とする 。

[0319] 回転軸 1 1 を回転自在に支持する構成として、 回転子 4 0の軸方向一端 側及び他端側の 2力所に軸受を設ける構成としてもよい。 この場合、 図 1の 構成で言えば、 インバータユニッ ト 6 0を挟んで一端側及び他端側の 2力所 に軸受が設けられるとよい。

[0320] 上記構成の回転電機 1 0では、 回転子 4 0において磁石ホルダ 4 1の中 間部 4 5が内側肩部 4 9 ₃ と感情の外側肩部 4 9匕を有する構成としたが、 これらの肩部 4 9 4 9匕を無く し、 平坦な面を有する構成としてもよい

[0321 ] 上記構成の回転電機 1 0では、 固定子巻線 5 1の導線 8 2において導体

8 2 3を複数の素線 8 6の集合体として構成したが、 これを変更し、 導線 8 2として断面矩形状の角形導線を用いる構成� �してもよい。 また、 導線 8 2 として断面円形状又は断面楕円状の丸形導線 を用いる構成としてもよい。

[0322] 上記構成の回転電機 1 0では、 固定子 5 0の径方向内側にインバータユ ニッ ト 6 0を設ける構成としたが、 これに代えて、 固定子 5 0の径方向内側 にインバータユニッ ト 6 0を設けない構成としてもよい。 この場合、 固定子 5 0の径方向内側となる内部領域を空間として� �くことが可能である。 また 、 その内部領域に、 インバータユニッ ト 6 0とは異なる部品を配することが 可能である。

[0323] 上記構成の回転電機 1 0において、 ハウジング 3 0を具備しない構成と してもよい。 この場合、 例えばホイールや他の車両部品の ^_ 部において、 回 転子 4 0、 固定子 5 0等が保持される構成であってもよい。

[0324] （車両用インホイールモータとしての実施形 態）

次に、 回転電機を、 車両の車輪に一体にインホイールモータとし て設けた 実施形態について説明する。 図 4 5は、 インホイールモータ構造の車輪 4 0 0及びその周辺構造を示す斜視図であり、 図 4 6は、 車輪 4 0 0及びその周 辺構造の縦断面図であり、 図 4 7は、 車輪 4 0 0の分解斜視図である。 これ ら各図は、 いずれも車輪 4 0 0を車両内側から見た斜視図である。 なお、 車 〇 2020/175332 85 卩（：171? 2020 /006902

両においては、 本実施形態のインホイールモータ構造を種々 の形態で適用す ることが可能であり、 例えば車両前後にそれぞれ 2つの車輪を有する車両で は、 車両前側の 2輪、 車両後側の 2輪、 又は車両前後の 4輪に本実施形態の インホイールモータ構造を適用することが可 能である。 ただし、 車両前後の 少なくとも一方が 1輪である車両への適用も可能である。 なお、 インホイー ルモータは、 車両用駆動ユニッ トとしての適用例である。

[0325] 図 4 5〜図 4 7に示すように、 車輪 4 0 0は、 例えば周知の空気入りタイ ヤであるタイヤ 4 0 1 と、 タイヤ 4 0 1の内周側に固定されたホイール 4 0 2と、 ホイール 4 0 2の内周側に固定された回転電機 5 0 0とを備えている 。 回転電機 5 0 0は、 固定子 （ステータ） を含む部分である固定部と、 回転 子 （ロータ） を含む部分である回転部とを有し、 固定部が車体側に固定され るとともに、 回転部がホイール 4 0 2に固定されており、 回転部の回転によ りタイヤ 4 0 1及びホイール 4 0 2が回転する。 なお、 回転電機 5 0 0にお いて固定部及び回転部を含む詳細な構成は後 述する。

[0326] また、 車輪 4 0 0には、 周辺装置として、 不図示の車体に対して車輪 4 0 〇を保持するサスペンション装置と、 車輪 4 0 0の向きを可変とするステア リング装置と、 車輪 4 0 0の制動を行うブレーキ装置とが取り付けら� �てい る。

[0327] サスペンション装置は、 独立懸架式サスペンションであり、 例えばトレー リングアーム式、 ストラッ ト式、 ウィッシュボーン式、 マルチリンク式など 任意の形式の適用が可能である。 本実施形態では、 サスペンション装置とし て、 車体中央側に延びる向きでロアアーム 4 1 1が設けられるとともに、 上 下方向に延びる向きでサスペンションアーム 4 1 2及びスプリング 4 1 3が 設けられている。 サスペンションアーム 4 1 2は、 例えばショックアブソー バとして構成されているとよい。 ただしその詳細な図示は省略する。 ロアア —ム 4 1 1及びサスペンションアーム 4 1 2はそれぞれ、 車体側に接続され るとともに、 回転電機 5 0 0の固定部に固定された円板状のベースプレ� �ト 4 0 5に接続されている。 図 4 6に示すように、 回転電機 5 0 0側 （ベース 〇 2020/175332 86 卩（：171? 2020 /006902

プレート 4 0 5側） には、 ロアアーム 4 1 1及びサスペンションアーム 4 1 2が支持軸 4 1 4 , 4 1 5により互いに同軸の状態で支持されている� �

[0328] また、 ステアリング装置としては、 例えばラック &ピニオン式構造、 ボー ル &ナッ ト式構造の適用や、 油圧式パワーステアリングシステム、 電動式パ ワーステアリングシステムの適用が可能であ る。 本実施形態では、 ステアリ ング装置として、 ラック装置 4 2 1 とタイロッ ド 4 2 2とが設けられており 、 ラック装置 4 2 1がタイロッ ド 4 2 2を介して回転電機 5 0 0側のベース プレート 4 0 5に接続されている。 この場合、 不図示のステアリングシャフ 卜の回転に伴いラック装置 4 2 1が作動すると、 タイロッ ド 4 2 2が車両左 右方向に移動する。 これにより、 車輪 4 0 0が、 ロアアーム 4 1 1及びサス ペンションアーム 4 1 2の支持軸 4 1 4 , 4 1 5を中心として回転し、 車輪 方向が変更される。

[0329] ブレーキ装置としては、 ディスクブレーキやドラムブレーキの適用が 好適 である。 本実施形態では、 ブレーキ装置として、 回転電機 5 0 0の回転軸 5 0 1 に固定されたディスクロータ 4 3 1 と、 回転電機 5 0 0側のベースプレ —卜 4 0 5に固定されたブレーキキャリパ 4 3 2とが設けられている。 ブレ —キキャリバ 4 3 2ではブレーキパッ ドが油圧等により作動されるようにな っており、 ブレーキパッ ドがディスクロータ 4 3 1 に押し付けられることに より、 摩擦による制動力を生じさせて車輪 4 0 0の回転が停止される。

[0330] また、 車輪 4 0 0には、 回転電機 5 0 0から延びる電気配線!· I 1や冷却用 配管!· I 2を収容する収容ダクト 4 4 0が取り付けられている。 収容ダクト 4 4 0は、 回転電機 5 0 0の固定部側の端部から回転電機 5 0 0の端面に沿っ て延び、 かつサスペンションアーム 4 1 2を避けるように設けられ、 その状 態でサスペンションアーム 4 1 2に固定されている。 これにより、 サスペン ションアーム 4 1 2における収容ダクト 4 4 0の接続部位は、 ベースプレー 卜 4 0 5との位置関係が固定されたものとなる。 そのため、 電気配線!· I 1や 冷却用配管 ! ! 2において車両の振動などに起因して生じる� �トレスを抑制で きるようになっている。 なお、 電気配線!· I 1は、 不図示の車載電源部や車載 〇 2020/175332 87 卩（：171? 2020 /006902

巳〇 IIに接続され、 冷却用配管!· 1 2は、 不図示のラジェータに接続される。

[0331 ] 次に、 インホイールモータとして用いられる回転電 機 5 0 0の構成を詳細 に説明する。 本実施形態では、 回転電機 5 0 0をインホイールモータに適用 した事例を示している。 回転電機 5 0 0は、 従来技術のように減速機を擁し た車両駆動ユニッ トのモータと比べて、 優れた動作効率、 出力を備える。 す なわち、 回転電機 5 0 0を従来技術に比べて、 コストダウンにより実用的な 価格を実現できるような用途に採用すれば、 車両駆動ユニッ ト以外の用途の モータとしても使ってもよい。 そのような場合であっても、 インホイールモ —夕に適用した場合と同様に、 優れた性能を発揮する。 なお、 動作効率とは 、 車両の燃費を導出する走行モードでの試験時 の際に使われる指標を指す。

[0332] 回転電機 5 0 0の概要を図 4 8〜図 5 1 に示す。 図 4 8は、 回転電機 5 0

0を回転軸 5 0 1の突出側 （車両内側） から見た側面図であり、 図 4 9は、 回転電機 5 0 0の縦断面図 （図 4 8の 4 9 - 4 9線断面図） であり、 図 5 0 は、 回転電機 5 0 0の横断面図 （図 4 9の 5 0 - 5 0線断面図） であり、 図 5 1は、 回転電機 5 0 0の構成要素を分解した分解断面図である。 以下の記 載では、 回転軸 5 0 1が、 図 5 1 においては車体の外側方向に延びる方向を 軸方向とし、 回転軸 5 0 1から放射状に延びる方向を径方向とし、 図 4 8に おいては回転軸 5 0 1の中央、 言い換えれば回転部分の回転中心、 を通る断 面 4 9を作るために引いた中心線上の、 回転部分の回転中心以外の任意の点 より、 円周状に延びる 2つの方向をいずれも周方向としている。 言い換える と、 周方向は、 断面 4 9上の任意の点を起点とした時計回りの方向� � 又は反 時計回りの方向のいずれの方向であってもよ い。 また、 車両搭載状態からす れば、 図 4 9において右側が車両外側であり、 左側が車両内側である。 言い 換えると、 同車両搭載状態からすれば、 後述する回転子 5 1 0は、 回転子力 バ _ 6 7 0よりも車体の外側方向に配置される。

[0333] 本実施形態に係る回転電機 5 0 0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 5 0 0は、 大別して、 回転子 5 1 0と、 固定子 5 2 0と 、 インバータユニット 5 3 0と、 軸受 5 6 0と、 回転子カバー 6 7 0とを備 〇 2020/175332 88 卩（：171? 2020 /006902

えている。 これら各部材は、 いずれも回転子 5 1 0に一体に設けられた回転 軸 5 0 1 に対して同軸に配置され、 所定順序で軸方向に組み付けられること で回転電機 5 0 0が構成されている。

[0334] 回転電機 5 0 0において、 回転子 5 1 0及び固定子 5 2 0はそれぞれ円筒 状をなしており、 エアギャップを挟んで互いに対向配置されて いる。 回転子 5 1 0が回転軸 5 0 1 と共に一体回転することにより、 固定子 5 2 0の径方 向外側にて回転子 5 1 0が回転する。 回転子 5 1 0が 「界磁子」 に相当し、 固定子 5 2 0が 「電機子」 に相当する。

[0335] 回転子 5 1 0は、 略円筒状の回転子キャリア 5 1 1 と、 その回転子キャリ ア 5 1 1 に固定された環状の磁石ユニッ ト 5 1 2とを有している。 回転子キ ャリア 5 1 1 に回転軸 5 0 1が固定されている。

[0336] 回転子キャリア 5 1 1は、 円筒部 5 1 3を有している。 円筒部 5 1 3の内 周面には磁石ユニッ ト 5 1 2が固定されている。 つまり、 磁石ユニッ ト 5 1 2は、 回転子キャリア 5 1 1の円筒部 5 1 3に径方向外側から包囲された状 態で設けられている。 また、 円筒部 5 1 3は、 その軸方向に対向する第 1端 と第 2端とを有している。 第 1端は、 車体の外側の方向に位置し、 第 2端は 、 ベースプレート 4 0 5が存在する方向に位置する。 回転子キャリア 5 1 1 において、 円筒部 5 1 3の第 1端には端板 5 1 4が連続して設けられている 。 すなわち円筒部 5 1 3と端板 5 1 4とは一体の構造である。 円筒部 5 1 3 の第 2端は開放されている。 回転子キャリア 5 1 1は、 例えば機械強度が充 分な冷間圧延鋼板 （3 〇〇や 3 〇〇より板厚が厚い 3 1 ^~ 1〇 、 鍛造用 鋼、 炭素繊維強化プラスチック などにより形成されている。

[0337] 回転軸 5 0 1の軸長は、 回転子キャリア 5 1 1の軸方向の寸法よりも長い 。 言い換えると、 回転軸 5 0 1は、 回転子キャリア 5 1 1の開放端側 （車両 内側方向） に突出しており、 その突出側の端部に、 上述のブレーキ装置等が 取り付けられるようになっている。

[0338] 回転子キャリア 5 1 1の端板 5 1 4にはその中央部に貫通孔 5 1 4 ₃ が形 成されている。 回転軸 5 0 1は、 端板 5 1 4の貫通孔 5 1 4 3に揷通された 〇 2020/175332 89 卩（：171? 2020 /006902

状態で、 回転子キャリア 5 1 1 に固定されている。 回転軸 5 0 1は、 回転子 キャリア 5 1 1が固定される部分に、 軸方向に交差 （直交） する向きに延び るフランジ 5 0 2を有しており、 そのフランジと端板 5 1 4の車両外側の面 とが面接合されている状態で、 回転子キャリア 5 1 1 に対して回転軸 5 0 1 が固定されている。 なお、 車輪 4 0 0においては、 回転軸 5 0 1のフランジ 5 0 2から車両外側方向に立設されたボルト等の� �結具を用いてホイール 4 0 2が固定されるようになっている。

[0339] また、 磁石ユニッ ト 5 1 2は、 回転子 5 1 0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。 これによ り、 磁石ユニッ ト 5 1 2は、 周方向に複数の磁極を有する。 永久磁石は、 例 えば接着により回転子キャリア 5 1 1 に固定されている。 磁石ユニッ ト 5 1 2は、 第 1実施形態の図 8 , 図 9において磁石ユニッ ト 4 2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 4 0 0 [ 1＜八/ ] 以上 であり、 かつ残留磁束密度巳 「が 1 . 0 [丁] 以上である焼結ネオジム磁石 を用いて構成されている。

[0340] 磁石ユニッ ト 5 1 2は、 図 9等の磁石ユニッ ト 4 2と同様に、 それぞれ極 異方性磁石でありかつ極性が互いに異なる第 1磁石 9 1及び第 2磁石 9 2を 有している。 図 8及び図 9で説明したように、 各磁石 9 1 , 9 2ではそれぞ れ、 ¢1軸側 （〇1軸寄りの部分） と 9軸側 （ 軸寄りの部分） とで磁化容易軸 の向きが相違しており、 軸側では磁化容易軸の向きが 軸に平行な方向に 近い向きとなり、 軸側では磁化容易軸の向きが 軸に直交する方向に近い 向きとなっている。 そして、 この磁化容易軸の向きに応じた配向により円 弧 状の磁石磁路が形成されている。 なお、 各磁石 9 1 , 9 2において、 軸側 では磁化容易軸を 軸に平行な向きとし、 9軸側では磁化容易軸を 9軸に直 交する向きとしてもよい。 要するに、 磁石ユニッ ト 5 1 2は、 磁極中心であ る ¢1軸の側において、 磁極境界である 軸の側に比べて磁化容易軸の向きが 軸に平行となるように配向がなされて構成さ れている。

[0341 ] 各磁石 9 1 , 9 2によれば、 軸での磁石磁束が強化され、 かつ 軸付近 〇 2020/175332 90 卩（：171? 2020 /006902

での磁束変化が抑えられる。 これにより、 各磁極において 軸から〇1軸にか けての表面磁束変化がなだらかになる磁石 9 1 , 9 2を好適に実現できるも のとなっている。 磁石ユニッ ト 5 1 2として、 図 2 2及び図 2 3に示す磁石 ユニッ ト 4 2の構成や、 図 3 0に示す磁石ユニッ ト 4 2の構成を用いること も可能である。

[0342] なお、 磁石ユニッ ト 5 1 2は、 回転子キャリア 5 1 1の円筒部 5 1 3の側 、 すなわち外周面側に、 複数の電磁鋼板が軸方向に積層されて構成さ れた回 転子コア （バックヨーク） を有していてもよい。 つまり、 回転子キャリア 5 1 1の円筒部 5 1 3の径方向内側に回転子コアを設けるととも� �、 その回転 子コアの径方向内側に永久磁石 （磁石 9 1 , 9 2） を設ける構成とすること も可能である。

[0343] 図 4 7に示すように、 回転子キャリア 5 1 1の円筒部 5 1 3には、 周方向 の所定間隔にて、 軸方向に延びる向きで凹部 5 1 3 3が形成されている。 こ の凹部 5 1 3 3は例えばプレス加工により形成されており� � 図 5 2に示すよ うに、 円筒部 5 1 3の内周面側には、 凹部 5 1 3 3の裏側となる位置に凸部 5 1 3匕が形成されている。 一方、 磁石ユニッ ト 5 1 2の外周面側には、 円 筒部 5 1 3の凸部 5 1 3匕に合わせて凹部 5 1 2 3が形成されており、 その 凹部 5 1 2 3内に円筒部 5 1 3の凸部 5 1 3匕が入り込むことで、 磁石ユニ ッ ト 5 1 2の周方向の位置ずれが抑制されるようにな� �ている。 つまり、 回 転子キャリア 5 1 1側の凸部 5 1 3匕は、 磁石ユニッ ト 5 1 2の回り止め部 として機能する。 なお、 凸部 5 1 3匕の形成方法は、 プレス加工以外であっ てもよく任意である。

[0344] 図 5 2には、 磁石ユニッ ト 5 1 2における磁石磁路の方向が矢印により示 されている。 磁石磁路は、 磁極境界である 軸を跨ぐようにして円弧状に延 び、 かつ磁極中心である〇1軸では、 軸に平行又は平行に近い向きとなって いる。 磁石ユニッ ト 5 1 2には、 その内周面側に、 軸に相当する位置ごと に凹部 5 1 2匕が形成されている。 この場合、 磁石ユニッ ト 5 1 2では、 固 定子 5 2 0に近い側 （図の下側） と遠い側 （図の上側） とで磁石磁路の長さ 〇 2020/175332 91 卩（：171? 2020 /006902

が異なり、 固定子 5 2 0に近い側の方が磁石磁路長が短くなってお� �、 その 磁石磁路長が最短となる位置に凹部 5 1 2匕が形成されている。 つまり、 磁 石ユニッ ト 5 1 2では磁石磁路長が短い場所において十分な� �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を 削除するようにしている。

[0345] ここで、 磁石の実効磁束密度巳 は、 磁石内部を通る磁気回路の長さが長 いほど高くなる。 また、 パーミアンス係数 〇と磁石の実効磁束密度巳 と は、 そのうち一方が高くなると他方が高くなる関 係にある。 上記図 5 2の構 成によれば、 磁石の実効磁束密度巳 の高さの指標となるパーミアンス係数 〇の低下を抑制しつつ、 磁石量の削減を図ることができる。 なお、 巳一1 ^~ 1 座標において、 磁石の形状に応じたパーミアンス直線と減磁 曲線との交点が 動作点であり、 その動作点の磁束密度が磁石の実効磁束密度 巳 である。 本 実施形態の回転電機 5 0 0では、 固定子 5 2 0の鉄量を少なく した構成とし ており、 かかる構成において 軸を跨いだ磁気回路を設定する手法は極めて 有効である。

[0346] また、 磁石ユニッ ト 5 1 2の凹部 5 1 2匕は、 軸方向に延びる空気通路と して用いることができる。 そのため、 空冷性能を高めることも可能となる。

[0347] 次に、 固定子 5 2 0の構成を説明する。 固定子 5 2 0は、 固定子巻線 5 2

1 と固定子コア 5 2 2とを有している。 図 5 3は、 固定子巻線 5 2 1 と固定 子コア 5 2 2とを分解して示す斜視図である。

[0348] 固定子巻線 5 2 1は、 略筒状 （環状） に卷回形成された複数の相巻線より なり、 その固定子巻線 5 2 1の径方向内側にベース部材としての固定子� �ア 5 2 2が組み付けられている。 本実施形態では、 II相、 V相及び 相の相巻 線を用いることで、 固定子巻線 5 2 1が 3相の相巻線として構成されている 。 各相卷線は、 径方向に内外 2層の導線 5 2 3により構成されている。 固定 子 5 2 0は、 既述の固定子 5 0と同様に、 スロッ トレス構造と固定子巻線 5 2 1の扁平導線構造とを有することを特徴とし� �おり、 図 8〜図 1 6に示さ れた固定子 5 0と同様又は類似の構成を有している。 〇 2020/175332 92 卩（：171? 2020 /006902

[0349] 固定子コア 5 2 2の構成について説明する。 固定子コア 5 2 2は、 既述の 固定子コア 5 2と同様に、 軸方向に複数の電磁鋼板が積層され、 かつ径方向 に所定の厚さを有する円筒状をなしており、 固定子コア 5 2 2において回転 子 5 1 0側となる径方向外側に固定子巻線 5 2 1が組み付けられている。 固 定子コア 5 2 2の外周面は凹凸のない曲面状をなしており� � 固定子巻線 5 2 1が組み付けられた状態では、 固定子コア 5 2 2の外周面に、 固定子巻線 5 2 1 を構成する導線 5 2 3が周方向に並べて配置されている。 固定子コア 5 2 2はバックコアとして機能する。

[0350] 固定子 5 2 0は、 以下の （八） 〜 （〇） のいずれかを用いたものであると よい。

（八） 固定子 5 2 0において、 周方向における各導線 5 2 3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 I、 導線間部材の飽和磁束密度を巳 3、 1磁極における磁石ユ ニッ ト 5 1 2の周方向の幅寸法を \ZV rn、 磁石ユニッ ト 5 1 2の残留磁束密度 を巳 「とした場合に、 X巳 巳 「の関係となる磁性材料を用い ている。

（巳） 固定子 5 2 0において、 周方向における各導線 5 2 3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。

（〇） 固定子 5 2 0において、 周方向における各導線 5 2 3の間に導線間部 材を設けていない構成となっている。

[0351 ] こうした固定子 5 2 0の構成によれば、 固定子巻線としての各導線部の間 に磁気経路を確立するためのティース （鉄心） が設けられる一般的なティー ス構造の回転電機に比べて、 インダクタンスが低減される。 具体的には、 イ ンダクタンスを 1 / 1 0以下にすることが可能となっている。 この場合、 イ ンダクタンスの低下に伴いインピーダンスが 低下することから、 回転電機 5 0 0において入力電力に対する出力電力を大き� � し、 ひいてはトルク増加に 貢献できるものとなっている。 また、 インピーダンス成分の電圧を利用して トルク出力を行う （言い換えればリラクタンストルクを利用す る） 埋込み磁 〇 2020/175332 93 卩（：171? 2020 /006902

石型回転子を用いた回転電機に比べて、 大出力の回転電機を提供することが 可能となっている。

[0352] 本実施形態では、 固定子巻線 5 2 1が、 固定子コア 5 2 2と共に樹脂等か らなるモールド材 （絶縁部材） により ^_ 体にモールドされており、 周方向に 並ぶ各導線 5 2 3の間には、 モールド材が介在する構成となっている。 かか る構成からすると、 本実施形態の固定子 5 2 0は、 上記 （八） 〜 （〇 のう ち （巳） の構成に相当する。 また、 周方向に隣り合う各導線 5 2 3は、 周方 向の端面同士が互いに当接するか、 又は微小な間隔を隔てて近接配置されて おり、 この構成から言えば上記 （0） の構成であってもよい。 なお、 上記 （ 八） の構成を採用する場合には、 軸方向における導線 5 2 3の向きに合わせ て、 すなわち例えばスキユー構造の固定子巻線 5 2 1であればスキユー角度 に合わせて、 固定子コア 5 2 2の外周面に突部が設けられているとよい。

[0353] 次に、 固定子巻線 5 2 1の構成を、 図 5 4を用いて説明する。 図 5 4は、 固定子巻線 5 2 1 を平面状に展開して示す正面図であり、 図 5 4 （a） には 径方向において外層に位置する各導線 5 2 3を示し、 図 5 4 （b） には径方 向において内層に位置する各導線 5 2 3を示す。

[0354] 固定子巻線 5 2 1は、 分布巻きにより円環状に巻回形成されている 。 固定 子卷線 5 2 1では、 径方向内外 2層に導線材が卷回され、 かつ内層側及び外 層側の各導線 5 2 3にて互いに異なる方向へのスキユーが施さ� �ている （図 5 4 （ ₃ ） 、 図 5 4 （b）参照） 。 各導線 5 2 3は、 それぞれ相互に絶縁さ れている。 導線 5 2 3は、 複数の素線 8 6の集合体として構成されていると よい （図 1 3参照） 。 また、 同相でかつ通電方向を同じとする導線 5 2 3が 、 周方向に例えば 2本ずつ並べて設けられている。 固定子巻線 5 2 1では、 径方向に 2層かつ周方向に 2本 （すなわち計 4本） の各導線 5 2 3により同 相の 1つの導線部が構成され、 その導線部が 1磁極内で 1つずつ設けられて いる。

[0355] 導線部では、 その径方向の厚さ寸法を、 1磁極内における 1相分の周方向 の幅寸法よりも小さいものとし、 これにより固定子巻線 5 2 1 を扁平導線構 〇 2020/175332 94 卩（：171? 2020 /006902

造とすることが望ましい。 具体的には，例えば、 固定子巻線 5 2 1 において、 径方向に 2層かつ周方向に 4本 （すなわち計 8本） の各導線 5 2 3により同 相の 1つの導線部を構成するとよい。 又は、 図 5 0に示す固定子巻線 5 2 1 の導線断面において、 周方向の幅寸法が径方向の厚さ寸法よりも大 きくなっ ているとよい。 固定子巻線 5 2 1 として、 図 1 2に示す固定子巻線 5 1 を用 いることも可能である。 ただしこの場合には、 回転子キャリア 5 1 1内に固 定子卷線のコイルエンドを収容するスペース を確保する必要がある。

[0356] 固定子巻線 5 2 1では、 固定子コア 5 2 2に対して径方向内外に重なるコ イルサイ ド 5 2 5において所定角度で傾斜させて導線 5 2 3が周方向に並べ て配置されるとともに、 固定子コア 5 2 2よりも軸方向外側となる両側のコ イルエンド 5 2 6において軸方向内側への反転 （折り返し） が行われて連続 結線がなされている。 図 5 4 （a） には、 コイルサイ ド 5 2 5となる範囲と コイルエンド 5 2 6となる範囲とがそれぞれ示されている。 内層側の導線 5 2 3と外層側の導線 5 2 3とはコイルエンド 5 2 6にて互いに接続されてお り、 これにより、 コイルエンド 5 2 6で導線 5 2 3が軸方向に反転される都 度 （折り返される都度） 、 導線 5 2 3が内層側と外層側とで交互に切り替わ るようになっている。 要するに、 固定子巻線 5 2 1では、 周方向に連続する 各導線 5 2 3において、 電流の向きが反転するのに合わせて内外層の 切り替 えが行われる構成となっている。

[0357] また、 固定子巻線 5 2 1では、 軸方向の両端となる端部領域と、 その端部 領域に挟まれた中央領域とでスキュー角度が 異なる 2種類のスキューが施さ れている。 すなわち、 図 5 5に示すように、 導線 5 2 3において、 中央領域 のスキュー角度 0 3 1 と端部領域のスキュー角度 0 3 2とが異なっており、 スキュー角度 0 3 1がスキュー角度 0 3 2よりも小さくなる構成となってい る。 軸方向において、 端部領域は、 コイルサイ ド 5 2 5を含む範囲で定めら れている。 スキュー角度 0 3 1 , スキュー角度 0 3 2は、 軸方向に対して各 導線 5 2 3が傾斜している傾斜角度である。 中央領域のスキュー角度 0 3 1 は、 固定子巻線 5 2 1の通電により生じる磁束の高調波成分を削� �するのに 〇 2020/175332 95 卩（：171? 2020 /006902

適正な角度範囲で定められているとよい。

[0358] 固定子巻線 52 1 における各導線 523のスキュー角度を中央領域と端部 領域とで相違させ、 中央領域のスキュー角度 03 1 を端部領域のスキュー角 度 032よりも小さくすることで、 コイルエンド 526の縮小を図りつつも 、 固定子巻線 52 1の卷線係数を大きくすることができる。 言い換えれば、 所望の巻線係数を確保しつつも、 コイルエンド 526の長さ、 すなわち固定 子コア 522から軸方向にはみ出た部分の導線長を短く することができる。 これにより、 回転電機 500の小型化を図りつつ、 トルク向上を実現するこ とができる。

[0359] ここで、 中央領域のスキュー角度 03 1 としての適正範囲を説明する。 固 定子卷線 52 1 において 1磁極内に導線 523が X本配置されている場合に は、 固定子巻線 52 1の通電により X次の高調波成分が生じることが考えら れる。 相数を 3、 対数を 111とする場合、 乂=2 3 111である。 本願開示者 は、 X次の高調波成分が、 X— 1次の高調波成分と乂+ 1次の高調波成分と の合成波を構成する成分であるため、 X— 1次の高調波成分又は乂+ 1次の 高調波成分の少なくともいずれかを低減する ことにより、 X次の高調波成分 を低減できることに着目した。 この着目を踏まえ、 本願開示者は、 電気角で 「360 ^° / （乂+ 1） 〜 360 ^° / （乂一 1） 」 の角度範囲内にスキュー 角度 03 1 を設定することにより、 X次の高調波成分を低減できることを見 出した。

[0360] 例えば 3 = 3、 = 2である場合、 乂= 1 2次の高調波成分を低減すべく 、 「360° /1 3~360° /1 1」 の角度範囲内にスキュー角度 03 1 を設定する。 つまり、 スキュー角度 03 1は、 27. 7° 〜 32. 7° の範 囲内の角度で設定されるとよい。

[0361] 中央領域のスキュー角度 03 1が上記のように設定されることにより、 そ の中央領域において、 3交互の磁石磁束を積極的に鎖交させること� �でき 、 固定子巻線 52 1の卷線係数を高くすることができる。

[0362] 端部領域のスキュー角度 032は、 上述した中央領域のスキュー角度 03 〇 2020/175332 96 卩（：171? 2020 /006902

1 よりも大きい角度である。 この場合、 スキュー角度 0 3 2の角度範囲は、 「0 3 1 < 0 3 2 < 9 0 ° 」 である。

[0363] また、 固定子巻線 5 2 1 において、 内層側の導線 5 2 3と外層側の導線 5

2 3とは、 各導線 5 2 3の端部どうしの溶接や接着により繫げられ� �いるか 、 又は折り曲げにより繫げられているとよい。 固定子巻線 5 2 1では、 軸方 向両側の各コイルエンド 5 2 6のうち一方側 （すなわち軸方向一端側） にて 各相卷線の端部が電力変換器 （インパータ） にバスバー等を介して電気的に 接続される構成となっている。 そのためここでは、 バスバー接続側のコイル エンド 5 2 6とその反対側のコイルエンド 5 2 6とを区別しつつ、 コイルエ ンド 5 2 6において各導線同士が繫げられている構成� �説明する。

[0364] 第 1の構成としては、 バスバー接続側のコイルエンド 5 2 6において各導 線 5 2 3を溶接にて繫げるとともに、 その反対側のコイルエンド 5 2 6にお いて各導線 5 2 3を溶接以外の手段にて繫げる構成とする。 溶接以外の手段 とは、 例えば導線材の折り曲げによる繫ぎが考えら れる。 バスバー接続側の コイルエンド 5 2 6では、 各相卷線の端部にバスバーが溶接にて接続さ れる ことが想定される。 そのため、 それと同じコイルエンド 5 2 6において各導 線 5 2 3を溶接にて繫げる構成とすることで、 各溶接部を一連の工程で行わ せることができ、 作業効率の向上を図ることができる。

[0365] 第 2の構成としては、 バスバー接続側のコイルエンド 5 2 6において各導 線 5 2 3を溶接以外の手段にて繫げるとともに、 その反対側のコイルエンド 5 2 6において各導線 5 2 3を溶接にて繫げる構成とする。 この場合、 仮に バスバー接続側のコイルエンド 5 2 6において各導線 5 2 3を溶接にて繫げ る構成であると、 その溶接部とバスバーとの接触を避けるべく 、 バスバーと コイルエンド 5 2 6との間の離間距離を十分に取る必要が生じ� �が、 本構成 とすることで、 バスバーとコイルエンド 5 2 6との間の離間距離を小さくす ることができる。 これにより、 軸方向における固定子巻線 5 2 1の長さ又は /くスバーに関する規制を緩めることができ� �。

[0366] 第 3の構成としては、 軸方向両側のコイルエンド 5 2 6において各導線 5 〇 2020/175332 97 卩（：171? 2020 /006902

2 3を溶接にて繫げる構成とする。 この場合、 溶接前に用意する導線材はい ずれも短い線長のものでよく、 曲げ工程の削減による作業効率の向上を図る ことができる。

[0367] 第 4の構成としては、 軸方向両側のコイルエンド 5 2 6において各導線 5

2 3を溶接以外の手段にて繫げる構成とする。 この場合、 固定子巻線 5 2 1 において溶接が行われる部位を極力減らすこ とができ、 溶接工程での絶縁剥 離が生じることの懸念を低減できる。

[0368] また、 円環状の固定子巻線 5 2 1 を製作する工程において、 平面状に整列 された帯状巻線を製作し、 その後にその帯状巻線を環状に成形するとよ い。 この場合、 平面状の帯状卷線となっている状態で、 必要に応じてコイルエン ド 5 2 6での導線同士の溶接を行うとよい。 平面状の帯状巻線を環状に成形 する際には、 固定子コア 5 2 2と同径の円柱治具を用いてその円柱治具に� � き付けるようにして帯状巻線を環状に成形す るとよい。 又は、 帯状巻線を固 定子コア 5 2 2に直接巻き付けるようにしてよい。

[0369] なお、 固定子巻線 5 2 1の構成を以下のように変更することも可能� �ある

[0370] 例えば、 図 5 4 （a） , （匕） に示す固定子巻線 5 2 1 において、 中央領 域及び端部領域のスキュー角度を同一とする 構成であってもよい。

[0371 ] また、 図 5 4 （a） , （匕） に示す固定子巻線 5 2 1 において、 周方向に 隣り合う同相の導線 5 2 3の端部同士を、 軸方向に直交する向きに延びる渡 り線部により接続する構成であってもよい。

[0372] 固定子巻線 5 2 1の層数は、 2 c _n 層 （ _n は自然数） であればよく、 固定 子卷線 5 2 1 を、 2層以外に 4層、 6層等にすることも可能である。

[0373] 次に、 電力変換ユニッ トであるインバータユニッ ト 5 3 0について説明す る。 ここでは、 インバータユニッ ト 5 3 0の分解断面図である図 5 6及び図 5 7を併せ用いて、 インバータユニッ ト 5 3 0の構成を説明する。 なお、 図 5 7では、 図 5 6に示す各部材を 2つのサブアセンブリとして示している。

[0374] インバータユニッ ト 5 3 0は、 インバータハウジング 5 3 1 と、 そのイン 〇 2020/175332 98 卩（：171? 2020 /006902

バータハウジング 5 3 1 に組み付けられる複数の電気モジュール 5 3 2と、 それら各電気モジュール 5 3 2を電気的に接続するバスバーモジュール 5 3 3とを有している。

[0375] インバータハウジング 5 3 1は、 円筒状をなす外壁部材 5 4 1 と、 外周径 が外壁部材 5 4 1 よりも小径の円筒状をなし、 外壁部材 5 4 1の径方向内側 に配置される内壁部材 5 4 2と、 内壁部材 5 4 2の軸方向一端側に固定され るボス形成部材 5 4 3とを有している。 これら各部材 5 4 1〜 5 4 3は、 導 電性材料により構成されているとよく、 例えば炭素繊維強化プラスチック （ により構成されている。 インバータハウジング 5 3 1は、 外壁部 材 5 4 1 と内壁部材 5 4 2とが径方向内外に重ねて組み合わされ、 かつ内壁 部材 5 4 2の軸方向一端側にボス形成部材 5 4 3が組み付けられることで構 成されている。 その組み付け状態が図 5 7に示す状態である。

[0376] インバータハウジング 5 3 1の外壁部材 5 4 1の径方向外側には固定子コ ア 5 2 2が固定される。 これにより、 固定子 5 2 0とインバータユニッ ト 5 3 0とが一体化されるようになっている。

[0377] 図 5 6に示すように、 外壁部材 5 4 1 には、 その内周面に複数の凹部 5 4

1 3 , 5 4 1 13 , 5 4 1 〇が形成されるとともに、 内壁部材 5 4 2には、 そ の外周面に複数の凹部 5 4 2 5 4 2 6 , 5 4 2〇が形成されている。 そ して、 外壁部材 5 4 1及び内壁部材 5 4 2が互いに組み付けられることによ り、 これら両者の間には 5 4 4 13 , 5 4 4〇が形成 されている （図 5 7参照） 。 このうち、 中央の中空部 5 4 4匕は、 冷媒とし ての冷却水を流通させる冷却水通路 5 4 5として用いられる。 また、 中空部 5 4 4匕 （冷却水通路 5 4 5） を挟んで両側の中空部 5 4 4〇に はシール材 5 4 6が収容されている。 このシール材 5 4 6により、 中空部 5 44 b （冷却水通路 5 4 5） が密閉化されている。 冷却水通路 5 4 5につい ては後で詳しく説明する。

[0378] また、 ボス形成部材 5 4 3には、 円板リング状の端板 5 4 7と、 その端板

5 4 7からハウジング内部に向けて突出するボス� � 5 4 8とが設けられてい 〇 2020/175332 99 卩（：171? 2020 /006902

る。 ボス部 5 4 8は、 中空筒状に設けられている。 例えば図 5 1 に示すよう に、 ボス形成部材 5 4 3は、 軸方向における内壁部材 5 4 2の第 1端とそれ に対向する回転軸 5 0 1の突出側 （すなわち車両内側） の第 2端とのうち、 第 2端に固定されている。 なお、 図 4 5〜図 4 7に示す車輪 4 0 0において は、 インバータハウジング 5 3 1 （より詳しくはボス形成部材 5 4 3の端板

5 4 7） にべースプレート 4 0 5が固定されるようになっている。

[0379] インバータハウジング 5 3 1は、 軸心を中心として径方向に二重の周壁を 有する構成となっており、 その二重の周壁のうち外側の周壁が外壁部材 5 4 1及び内壁部材 5 4 2により形成され、 内側の周壁がボス部 5 4 8により形 成されている。 なお、 以下の説明では、 外壁部材 5 4 1及び内壁部材 5 4 2 により形成された外側の周壁を 「外側周壁 \ZV A 1」 、 ボス部 5 4 8により形 成された内側の周壁を 「内側周壁 \ZV A 2」 とも言う。

[0380] インバータハウジング 5 3 1 には、 外側周壁 八 1 と内側周壁 八 2との 間に環状空間が形成されており、 その環状空間内に、 周方向に並べて複数の 電気モジュール 5 3 2が配置されている。 電気モジュール 5 3 2は、 接着や ビス締め等により内壁部材 5 4 2の内周面に固定されている。 本実施形態で は、 インバータハウジング 5 3 1が 「ハウジング部材」 に相当し、 電気モジ ュール 5 3 2が 「電気部品」 に相当する。

[0381 ] 内側周壁 \ZV A 2 （ボス部 5 4 8） の内側には軸受 5 6 0が収容されており 、 その軸受 5 6 0により回転軸 5 0 1が回転自在に支持されている。 軸受 5

6 0は、 車輪中心部において車輪 4 0 0を回転可能に支えるハブべアリング である。 軸受 5 6 0は、 回転子 5 1 0や固定子 5 2 0、 インバータユニッ ト 5 3 0に対して軸方向に重複する位置に設けられ� �いる。 本実施形態の回転 電機 5 0 0では、 回転子 5 1 0において配向に伴い磁石ユニッ ト 5 1 2の薄 型化が可能であること、 固定子 5 2 0においてスロッ トレス構造や扁平導線 構造が採用されていることにより、 磁気回路部の径方向の厚み寸法を縮小し て、 磁気回路部よりも径方向内側の中空空間を拡 張することが可能となって いる。 これにより、 径方向に積層された状態での磁気回路部やイ ンパータユ 〇 2020/175332 100 卩（：171? 2020 /006902

ニッ ト 5 3 0、 軸受 5 6 0の配置が可能となっている。 ボス部 5 4 8は、 そ の内側に軸受 5 6 0を保持する軸受保持部となっている。

[0382] 軸受 5 6 0は、 例えばラジアル玉軸受であり、 筒状をなす内輪 5 6 1 と、 その内輪 5 6 1 よりも大径の筒状をなし内輪 5 6 1の径方向外側に配置され た外輪 5 6 2と、 それら内輪 5 6 1及び外輪 5 6 2の間に配置された複数の 玉 5 6 3とを有している。 軸受 5 6 0は、 外輪 5 6 2がボス形成部材 5 4 3 に組み付けられることでインバータハウジン グ 5 3 1 に固定されるとともに 、 内輪 5 6 1が回転軸 5 0 1 に固定されている。 これら内輪 5 6 1、 外輪 5 6 2及び玉 5 6 3は、 いずれも炭素鋼等の金属材料よりなる。

[0383] また、 軸受 5 6 0の内輪 5 6 1は、 回転軸 5 0 1 を収容する筒部 5 6 1 3 と、 その筒部 5 6 1 3の軸方向一端部から、 軸方向に交差 （直交） する向き に延びるフランジ 5 6 1 匕とを有している。 フランジ 5 6 1 匕は、 回転子キ ャリア 5 1 1の端板 5 1 4に内側から当接する部位であり、 回転軸 5 0 1 に 軸受 5 6 0が組み付けられた状態では、 回転軸 5 0 1のフランジ 5 0 2と内 輪 5 6 1のフランジ 5 6 1 匕とにより挟まれた状態で、 回転子キャリア 5 1 1が保持されるようになっている。 この場合、 回転軸 5 0 1のフランジ 5 0 2及び内輪 5 6 1のフランジ 5 6 1 匕は、 軸方向に対する交差の角度が互い に同じであり （本実施形態ではいずれも直角であり） 、 これら各フランジ 5 0 2 , 5 6 1 匕の間に挟まれた状態で、 回転子キャリア 5 1 1が保持されて いる。

[0384] 軸受 5 6 0の内輪 5 6 1 により回転子キャリア 5 1 1 を内側から支える構 成によれば、 回転軸 5 0 1 に対する回転子キャリア 5 1 1の角度を適正角度 に保持でき、 ひいては回転軸 5 0 1 に対する磁石ユニッ ト 5 1 2の平行度を 良好に保つことができる。 これにより、 回転子キャリア 5 1 1 を径方向に拡 張した構成にあっても、 振動等に対する耐性を高めることができる。

[0385] 次に、 インバータハウジング 5 3 1内に収容される電気モジュール 5 3 2 について説明する。

[0386] 複数の電気モジュール 5 3 2は、 電力変換器を構成する半導体スイッチン 〇 2020/175332 101 卩（：171? 2020 /006902

グ素子や平滑用コンデンサといった電気部 品を、 複数に分割して個々にモジ ュール化したものであり、 その電気モジュール 5 3 2には、 パワー素子であ る半導体スイツチング素子を有するスイツチ モジュール 5 3 2八と、 平滑用 コンデンサを有するコンデンサモジュール 5 3 2巳とが含まれている。

[0387] 図 4 9及び図 5 0に示すように、 内壁部材 5 4 2の内周面には、 電気モジ ュール 5 3 2を取り付けるための平坦面を有する複数の� �ぺーサ 5 4 9が固 定され、 そのスぺーサ 5 4 9に電気モジュール 5 3 2が取り付けられている 。 つまり、 内壁部材 5 4 2の内周面が曲面であるのに対し、 電気モジュール 5 3 2の取付面が平坦面であることから、 スぺーサ 5 4 9により内壁部材 5 4 2の内周面側に平坦面を形成し、 その平坦面に電気モジュール 5 3 2を固 定する構成としている。

[0388] なお、 内壁部材 5 4 2と電気モジュール 5 3 2との間にスぺーサ 5 4 9を 介在させる構成は必須ではなく、 内壁部材 5 4 2の内周面を平坦面にする、 又は電気モジュール 5 3 2の取付面を曲面することにより内壁部材 5 4 2に 対して電気モジュール 5 3 2を直接取り付けることも可能である。 また、 内 壁部材 5 4 2の内周面に対して非接触の状態で、 電気モジュール 5 3 2をイ ンバータハウジング 5 3 1 に固定することも可能である。 例えば、 ボス形成 部材 5 4 3の端板 5 4 7に対して電気モジュール 5 3 2を固定する。 スイツ チモジュール 5 3 2八を内壁部材 5 4 2の内周面に接触状態で固定するとと もに、 コンデンサモジュール 5 3 2巳を内壁部材 5 4 2の内周面に非接触状 態で固定することも可能である。

[0389] なお、 内壁部材 5 4 2の内周面にスぺーサ 5 4 9が設けられる場合、 外側 周壁 八 1及びスぺーサ 5 4 9が 「筒状部」 に相当する。 また、 スぺーサ 5 4 9が用いられない場合、 外側周壁 1が 「筒状部」 に相当する。

[0390] 上述したとおりインバータハウジング 5 3 1の外側周壁 八 1 には、 冷媒 としての冷却水を流通させる冷却水通路 5 4 5が形成されており、 その冷却 水通路 5 4 5を流れる冷却水により各電気モジュール 5 3 2が冷却されるよ うになっている。 なお、 冷媒として、 冷却水に代えて冷却用オイルを用いる ことも可能である。 冷却水通路 5 4 5は、 外側周壁 W A 1 に沿って環状に設 けられており、 冷却水通路 5 4 5内を流れる冷却水は、 各電気モジュール 5 3 2を経由しながら上流側から下流側に流通す� �。 本実施形態では、 冷却水 通路 5 4 5が、 径方向内外に各電気モジュール 5 3 2に重なり、 かつこれら 各電気モジュール 5 3 2を囲むように環状に設けられている。

[0391 ] 内壁部材 5 4 2には、 冷却水通路 5 4 5に冷却水を流入させる入口通路 5

7 1 と、 冷却水通路 5 4 5から冷却水を流出させる出口通路 5 7 2とが設け られている。 上述したように内壁部材 5 4 2の内周面には複数の電気モジュ —ル 5 3 2が固定されており、 かかる構成において、 周方向に隣り合う電気 モジュール間の間隔が 1力所だけ他よりも拡張され、 その拡張された部分に 、 内壁部材 5 4 2の一部が径方向内側に突出されて突出部 5 7 3が形成され ている。 そして、 その突出部 5 7 3に、 径方向に沿って横並びの状態で入口 通路 5 7 1及び出口通路 5 7 2が設けられている。

[0392] インバータハウジング 5 3 1での各電気モジュール 5 3 2の配置の状態を 図 5 8に示す。 なお、 図 5 8は、 図 5 0と同一の縦断面図である。

[0393] 図 5 8に示すように、 各電気モジュール 5 3 2は、 周方向における電気モ ジュール同士の間隔を、 第 1間隔丨 N T 1又は第 2間隔丨 N T 2として周方 向に並べて配置されている。 第 2間隔丨 N T 2は、 第 1間隔丨 N T 1 よりも 広い間隔である。 各間隔丨 N T 1 , 丨 N T 2は、 例えば周方向に隣り合う 2 つ電気モジュール 5 3 2の中心位置同士の間の距離である。 この場合、 突出 部 5 7 3を挟まずに周方向に隣り合う電気モジュー� �同士の間隔は第 1間隔 I N T 1 となり、 突出部 5 7 3を挟んで周方向に隣り合う電気モジュール� � 士の間隔は第 2間隔丨 N T 2となっている。 つまり、 周方向に隣り合う電気 モジュール同士の間隔が ^_ 部で拡げられており、 その拡げられた間隔 （第 2 間隔 I N T 2） の例えば中央となる部分に突出部 5 7 3が設けられている。

[0394] 各間隔丨 N T 1 , 丨 N T 2は、 回転軸 5 0 1 を中心とする同一円上におい て、 周方向に隣り合う 2つ電気モジュール 5 3 2の中心位置同士の間の円弧 の距離であってもよい。 又は、 周方向における電気モジュール同士の間隔は 〇 2020/175332 103 卩（：171? 2020 /006902

、 回転軸 5 0 1 を中心とする角度間隔 0 1 1 , 0 1 2で定義されていてもよ ( 0 I 1 < 0 I 2 )

[0395] なお、 図 5 8に示す構成では、 第 1間隔丨 1\1丁 1で並ぶ各電気モジュール

5 3 2が周方向に互いに離間する状態 (非接触の状態) で配置されているが 、 この構成に代えて、 それら各電気モジュール 5 3 2が周方向に互いに接触 する状態で配置されていてもよい。

[0396] 図 4 8に示すように、 ボス形成部材 5 4 3の端板 5 4 7には、 入口通路 5

7 1及び出口通路 5 7 2の通路端部が形成された水路ポート 5 7 4が設けら れている。 入口通路 5 7 1及び出口通路 5 7 2には、 冷却水を循環させる循 環経路 5 7 5が接続されるようになっている。 循環経路 5 7 5は冷却水配管 よりなる。 循環経路 5 7 5にはポンプ 5 7 6と放熱装置 5 7 7とが設けられ 、 ポンプ 5 7 6の駆動に伴い冷却水通路 5 4 5と循環経路 5 7 5とを通じて 冷却水が循環する。 ポンプ 5 7 6は電動ポンプである。 放熱装置 5 7 7は、 例えば冷却水の熱を大気放出するラジェータ である。

[0397] 図 5 0に示すように、 外側周壁 八 1の外側には固定子 5 2 0が配置され 、 内側には電気モジュール 5 3 2が配置されていることから、 外側周壁 八 1 に対しては、 その外側から固定子 5 2 0の熱が伝わるとともに、 内側から 電気モジュール 5 3 2の熱が伝わることになる。 この場合、 冷却水通路 5 4 5を流れる冷却水により固定子 5 2 0と電気モジュール 5 3 2とを同時に冷 やすことが可能となっており、 回転電機 5 0 0における発熱部品の熱を効率 良く放出することができる。

[0398] ここで、 電力変換器の電気的構成を図 5 9を用いて説明する。

[0399] 図 5 9に示すように、 固定子巻線 5 2 1は II相巻線、 V相卷線及び 相巻 線よりなり、 その固定子巻線 5 2 1 にインバータ 6 0 0が接続されている。 インバータ 6 0 0は、 相数と同じ数の上下アームを有するフルプリ ツジ回路 により構成されており、 相ごとに上アームスイツチ 6 0 1及び下アームスイ ツチ 6 0 2からなる直列接続体が設けられている。 これら各スイツチ 6 0 1 , 6 0 2は駆動回路 6 0 3によりそれぞれオンオフされ、 そのオンオフによ 〇 2020/175332 104 卩（：171? 2020 /006902

り各相の巻線が通電される。 各スイッチ 6 0 1 , 6 0 2は、 例えば 1\/1〇3 巳丁や丨 ◦巳丁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 6 0 1 , 6 0 2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 6 0 1 , 6 0 2に供給する電荷供給 用のコンデンサ 6 0 4が接続されている。

[0400] 制御装置 6 0 7は、 〇 IIや各種メモリからなるマイコンを備えてお� ��、 回転電機 5 0 0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 6 0 1 , 6 0 2のオンオフにより通電制御を実施する。 制 御装置 6 0 7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 \^/1\/1制御や、 矩形波制御により各スイッチ 6 0 1 , 6 0 2のオンオフ制御 を実施する。 制御装置 6 0 7は、 回転電機 5 0 0に内蔵された内蔵制御装置 であってもよいし、 回転電機 5 0 0の外部に設けられた外部制御装置であっ てもよい。

[0401 ] ちなみに、 本実施形態の回転電機 5 0 0では、 固定子 5 2 0のインダクタ ンス低減が図られていることから電気的時定 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 6 0 1 , 6 0 2の直列接続体に並列に電荷供給用のコンデ ンサ 6 0 4が接続されていることで配線インダクタン� �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。

[0402] インバータ 6 0 0の高電位側端子は直流電源 6 0 5の正極端子に接続され 、 低電位側端子は直流電源 6 0 5の負極端子 （グランド） に接続されている 。 また、 インバータ 6 0 0の高電位側端子及び低電位側端子には、 直流電源 6 0 5に並列に平滑用のコンデンサ 6 0 6が接続されている。

[0403] スイッチモジユール 5 3 2八は、 発熱部品として各スイッチ 6 0 1 , 6 0

2 （半導体スイッチング素子） や、 駆動回路 6 0 3 （具体的には駆動回路 6 〇 3を構成する電気素子） 、 電荷供給用のコンデンサ 6 0 4を有している。 また、 コンデンサモジユール 5 3 2巳は、 発熱部品として平滑用のコンデン 〇 2020/175332 105 卩（：171? 2020 /006902

サ 6 0 6を有している。 スイッチモジュール 5 3 2八の具体的な構成例を図 6 0に示す。

[0404] 図 6 0に示すように、 スイッチモジュール 5 3 2八は、 収容ケースとして のモジュールケース 6 1 1 を有するとともに、 そのモジュールケース 6 1 1 内に収容された 1相分のスイッチ 6 0 1 , 6 0 2と、 駆動回路 6 0 3と、 電 荷供給用のコンデンサ 6 0 4とを有している。 なお、 駆動回路 6 0 3は、 専 用 丨 〇又は回路基板として構成されてスイッチモ ジュール 5 3 2八に設けら れている。

[0405] モジュールケース 6 1 1は、 例えば樹脂等の絶縁材料よりなり、 その側面 がインバータユニッ ト 5 3 0の内壁部材 5 4 2の内周面に当接した状態で、 外側周壁 八 1 に固定されている。 モジュールケース 6 1 1内には樹脂等の モールド材が充填されている。 モジュールケース 6 1 1内において、 スイッ チ 6 0 1 , 6 0 2と駆動回路 6 0 3、 スイッチ 6 0 1 , 6 0 2とコンデンサ 6 0 4は、 それぞれ配線 6 1 2により電気的に接続されている。 なお詳しく は、 スイッチモジュール 5 3 2八は、 スぺーサ 5 4 9を介して外側周壁 八 1 に取り付けられるが、 スぺーサ 5 4 9の図示を省略している。

[0406] スイッチモジュール 5 3 2八が外側周壁 八 1 に固定された状態では、 ス イッチモジュール 5 3 2八において外側周壁 八 1 に近い側、 すなわち冷却 水通路 5 4 5に近い側ほど冷却性が高いため、 その冷却性に応じてスイッチ 6 0 1 , 6 0 2、 駆動回路 6 0 3及びコンデンサ 6 0 4の配列の順序が定め られている。 具体的には、 発熱量を比べると、 大きいものからスイッチ 6 0 1 , 6 0 2、 コンデンサ 6 0 4、 駆動回路 6 0 3の順序となるため、 その発 熱量の大きさ順序に合わせて、 外側周壁 1 に近い側からスイッチ 6 0 1 , 6 0 2、 コンデンサ 6 0 4、 駆動回路 6 0 3の順序でこれらが配置されて いる。 なお、 スイッチモジュール 5 3 2八の接触面は、 内壁部材 5 4 2の内 周面における接触可能面より小さいとよい。

[0407] なお、 コンデンサモジュール 5 3 2巳については詳細な図示を省略するが 、 コンデンサモジュール 5 3 2巳では、 スイッチモジュール 5 3 2八と同じ 〇 2020/175332 106 卩（：171? 2020 /006902

形状及び大きさのモジュールケース内に、 コンデンサ 606が収容されて構 成されている。 コンデンサモジュール 532巳は、 スイッチモジュール 53 2八と同様に、 モジュールケース 6 1 1の側面がインバータハウジング 53 1の内壁部材 542の内周面に当接した状態で、 外側周壁 1 に固定され ている。

[0408] スイッチモジュール 532八及びコンデンサモジュール 532巳は、 イン バータハウジング 53 1の外側周壁 八 1の径方向内側において必ずしも同 心円上に並んでいなくてもよい。 例えばスイッチモジュール 532八がコン デンサモジュール 532巳よりも径方向内側に配置される構成、 又はその逆 となるように配置される構成であってもよい 。

[0409] 回転電機 500の駆動時には、 スイッチモジュール 532八及びコンデン サモジュール 532巳と冷却水通路 545との間で、 外側周壁 八 1の内壁 部材 542を介して熱交換が行われる。 これにより、 スイッチモジュール 5 32八及びコンデンサモジュール 532巳における冷却が行われる。

[0410] 各電気モジュール 532は、 その内部に冷却水を引き込み、 モジュール内 部にて冷却水による冷却を行わせる構成であ ってもよい。 ここでは、 スイッ チモジュール 532八の水冷構造を、 図 6 1 (a) , (b) を用いて説明す る。 図 6 1 (3) は、 外側周壁 八 1 を横切る方向で、 スイッチモジュール 532八の断面構造を示す縦断面図であり、 図 6 1 (匕) は、 図 6 1 (a) の 6 1 6-6 1 巳線断面図である。

[0411] 図 6 1 (a) , (匕) に示すように、 スイッチモジュール 532八は、 図

60と同様にモジュールケース 6 1 1 と、 1相分のスイッチ 601 , 602 と、 駆動回路 603と、 コンデンサ 604とを有することに加え、 一対の配 管部 62 1 , 622及び冷却器 623からなる冷却装置を有している。 冷却 装置において、 一対の配管部 62 1 , 622は、 外側周壁 1の冷却水通 路 545から冷却器 623へ冷却水を流入させる流入側の配管部 62 1 と、 冷却器 623から冷却水通路 545へ冷却水を流出させる流出側の配管部 6 22とからなる。 冷却器 623は、 冷却対象物に応じて設けられ、 冷却装置 〇 2020/175332 107 卩（：171? 2020 /006902

では 1段又は複数段の冷却器 6 2 3が用いられる。 図 6 1 （a） , （匕） の 構成では、 冷却水通路 5 4 5から離れる方向、 すなわちインバータユニッ ト

5 3〇の径方向に、 互いに離間した状態で 2段の冷却器 6 2 3が設けられて おり、 一対の配管部 6 2 1 , 6 2 2を介してそれら各冷却器 6 2 3に対して 冷却水が供給される。 冷却器 6 2 3は、 例えば内部が空洞になっている。 た だし、 冷却器 6 2 3の内部にインナフィンが設けられていても� �い。

[0412] 2段の冷却器 6 2 3を備える構成では、 （1） 1段目の冷却器 6 2 3の外 側周壁 \ZV A 1側、 （2） 1段目及び 2段目の冷却器 6 2 3の間、 （3） 2段 目の冷却器 6 2 3の反外側周壁側が、 それぞれ冷却対象の電気部品を配置す る場所であり、 これら各場所は、 冷却性能の高いものから順から （2） 、 （ 1） 、 （3） となっている。 つまり、 2つの冷却器 6 2 3に挟まれた場所が 最も冷却性能が高く、 いずれか 1つの冷却器 6 2 3に隣接する場所では、 外 側周壁 八 1 （冷却水通路 5 4 5） に近い方が冷却性能が高くなっている。 これを加味し、 図 6 1 （a） , （b） に示す構成では、 スイッチ 6 0 1 , 6

0 2が、 （2） 1段目及び 2段目の冷却器 6 2 3の間に配置され、 コンデン サ 6 0 4が、 （1） 1段目の冷却器 6 2 3の外側周壁 八 1側に配置され、 駆動回路 6 0 3が、 （3） 2段目の冷却器 6 2 3の反外側周壁側に配置され ている。 なお、 図示しないが、 駆動回路 6 0 3とコンデンサ 6 0 4とが逆の 配置であってもよい。

[0413] いずれの場合であってもモジユールケース 6 1 1内において、 スイッチ 6

0 1 , 6 0 2と駆動回路 6 0 3、 スイッチ 6 0 1 , 6 0 2とコンデンサ 6 0 4は、 それぞれ配線 6 1 2により電気的に接続されている。 また、 スイッチ

6 0 1 , 6 0 2が駆動回路 6 0 3とコンデンサ 6 0 4との間に位置するため 、 スイッチ 6 0 1 , 6 0 2から駆動回路 6 0 3に向かって延びる配線 6 1 2 と、 スイッチ 6 0 1 , 6 0 2からコンデンサ 6 0 4に向かって延びる配線 6 1 2は互いに逆方向に延びる関係である。

[0414] 図 6 1 （匕） に示すように、 一対の配管部 6 2 1 , 6 2 2は、 周方向、 す なわち冷却水通路 5 4 5の上流側及び下流側に並べて配置されてお� �、 上流 〇 2020/175332 108 卩（：171? 2020 /006902

側に位置する流入側の配管部 62 1から冷却器 623に冷却水が流入され、 その後、 下流側に位置する流出側の配管部 622から冷却水が流出される。 なお、 冷却装置への冷却水の流入を促すべく、 冷却水通路 545には、 周方 向に見て、 流入側の配管部 62 1 と流出側の配管部 62 1 との間となる位置 に、 冷却水の流れを規制する規制部 624が設けられているとよい。 規制部 624は、 冷却水通路 545を遮断する遮断部、 又は冷却水通路 545の通 路面積を小さくする絞り部であるとよい。

[0415] 図 62には、 スイッチモジュール 532八の別の冷却構造を示す。 図 62

(3) は、 外側周壁 八 1 を横切る方向で、 スイッチモジュール 532八の 断面構造を示す縦断面図であり、 図 62 (匕) は、 図 62 (a) の 62巳一 62巳線断面図である。

[0416] 図 62 ( ₃ ) , (b) の構成では、 上述した図 6 1 (a) , (b) の構成 との相違点として、 冷却装置における一対の配管部 62 1 , 622の配置が 異なっており、 一対の配管部 62 1 , 622が軸方向に並べて配置されてい る。 また、 図 62 (〇) に示すように、 冷却水通路 545は、 流入側の配管 部 62 1 に連通される通路部分と、 流出側の配管部 622に連通される通路 部分とが軸方向に分離して設けられ、 それら各通路部分が各配管部 62 1 ,

622及び各冷却器 623を通じて連通されている。

[0417] その他に、 スイッチモジュール 532八として、 次の構成を用いることも 可能である。

[0418] 図 63 ( ₃ ) に示す構成では、 図 6 1 ( ₃ ) の構成と比べて、 冷却器 62

3が 2段から 1段に変更されている。 この場合、 モジュールケース 6 1 1内 において冷却性能の最も高い場所が図 6 1 (a) とは異なっており、 冷却器 623の径方向両側 (図の左右方向両側) のうち外側周壁 1側の場所が 最も冷却性能が高く、 次いで、 冷却器 623の反外側周壁側の場所、 冷却器 623から離れた場所の順に冷却性能が低くなっ ている。 これを加味し、 図 63 (a) に示す構成では、 スイッチ 601 , 602が、 冷却器 623の径 方向両側 (図の左右方向両側) のうち外側周壁 1側の場所に配置され、 〇 2020/175332 109 卩（：171? 2020 /006902

コンデンサ 6 0 4が、 冷却器 6 2 3の反外側周壁側の場所に配置され、 駆動 回路 6 0 3が、 冷却器 6 2 3から離れた場所に配置されている。

[0419] また、 スイッチモジュール 5 3 2八において、 モジュールケース 6 1 1内 に 1相分のスイッチ 6 0 1 , 6 0 2と、 駆動回路 6 0 3と、 コンデンサ 6 0 4とを収容する構成を変更することも可能で� �る。 例えば、 モジュールケー ス 6 1 1内に 1相分のスイッチ 6 0 1 , 6 0 2と、 駆動回路 6 0 3及びコン デンサ 6 0 4のいずれ一方とを収容する構成としてもよ� �。

[0420] 図 6 3 （匕） では、 モジュールケース 6 1 1内に、 一対の配管部 6 2 1 ,

6 2 2と 2段の冷却器 6 2 3とを設けるとともに、 スイッチ 6 0 1 , 6 0 2 を、 1段目及び 2段目の冷却器 6 2 3の間に配置し、 コンデンサ 6 0 4又は 駆動回路 6 0 3を、 1段目の冷却器 6 2 3の外側周壁 1側に配置する構 成としている。 また、 スイッチ 6 0 1 , 6 0 2と駆動回路 6 0 3とを一体化 して半導体モジュールとし、 その半導体モジュールとコンデンサ 6 0 4とを 、 モジュールケース 6 1 1内に収容する構成とすることも可能である� �

[0421 ] なお、 図 6 3 （匕） では、 スイッチモジュール 5 3 2八において、 スイッ チ 6 0 1 , 6 0 2を挟んで両側に配置される冷却器 6 2 3のうち少なくとも —方の冷却器 6 2 3においてスイッチ 6 0 1 , 6 0 2とは逆側にコンデンサ が配置されているとよい。 すなわち、 1段目の冷却器 6 2 3の外側周壁 八 1側と、 2段目の冷却器 6 2 3の反周壁側とのうち一方にのみコンデンサ 6 0 4を配置する構成、 又は両方にコンデンサ 6 0 4を配置する構成が可能で ある。

[0422] 本実施形態では、 スイッチモジュール 5 3 2八とコンデンサモジュール 5

3 2巳とのうちスイッチモジュール 5 3 2八のみについて、 冷却水通路 5 4 5からモジュール内部に冷却水を引き込む構� �としている。 ただし、 その構 成を変更し、 両方のモジュール 5 3 2八， 5 3 2巳に、 冷却水通路 5 4 5か ら冷却水を引き込む構成としてもよい。

[0423] また、 各電気モジュール 5 3 2の外面に冷却水を直接当てる状態にして、 各電気モジュール 5 3 2を冷却する構成とすることも可能である。 例えば、 〇 2020/175332 1 10 卩（：171? 2020 /006902

図 6 4に示すように、 外側周壁 八 1 に電気モジュール 5 3 2を埋め込むこ とで、 電気モジュール 5 3 2の外面に冷却水を当てる構成とする。 この場合 、 電気モジュール 5 3 2の一部を冷却水通路 5 4 5内に浸潰させる構成や、 冷却水通路 5 4 5を図 5 8等の構成よりも径方向に拡張して電気モジ� �ール 5 3 2の全てを冷却水通路 5 4 5内に浸潰させる構成が考えられる。 冷却水 通路 5 4 5内に電気モジュール 5 3 2を浸潰させる場合、 浸潰されるモジュ —ルケース 6 1 1 (モジュールケース 6 1 1の浸漬部分) にフィンを設ける と、 冷却性能を更に向上させることができる。

[0424] また、 電気モジュール 5 3 2には、 スイッチモジュール 5 3 2八とコンデ ンサモジュール 5 3 2巳とが含まれ、 それら両者を比べた場合に発熱量に差 異がある。 この点を考慮して、 インバータハウジング 5 3 1 における各電気 モジュール 5 3 2の配置を工夫することも可能である。

[0425] 例えば、 図 6 5に示すように、 複数個のスイッチモジュール 5 3 2八を、 分散させず周方向に並べ、 かつ冷却水通路 5 4 5の上流側、 すなわち入口通 路 5 7 1 に近い側に配置する。 この場合、 入口通路 5 7 1から流入した冷却 水は、 先ずは 3つのスイッチモジュール 5 3 2八の冷却に用いられ、 その後 に各コンデンサモジュール 5 3 2巳の冷却に用いられる。 なお、 図 6 5では 、 先の図 6 2 ( ₃ ) , ( b ) のように一対の配管部 6 2 1 , 6 2 2が軸方向 に並べて配置されているが、 これに限らず、 先の図 6 1 ( a ) , ( 1〇) のよ うに一対の配管部 6 2 1 , 6 2 2が周方向に並べて配置されていてもよい。

[0426] 次に、 各電気モジュール 5 3 2及びバスバーモジュール 5 3 3における電 気的な接続に関する構成を説明する。 図 6 6は、 図 4 9の 6 6 - 6 6線断面 図であり、 図 6 7は、 図 4 9の 6 7— 6 7線断面図である。 図 6 8は、 バス バーモジュール 5 3 3を単体で示す斜視図である。 ここではこれら各図を併 せ用いて、 各電気モジュール 5 3 2及びバスバーモジュール 5 3 3の電気接 続に関する構成を説明する。

[0427] 図 6 6に示すように、 インバータハウジング 5 3 1 には、 内壁部材 5 4 2 に設けられた突出部 5 7 3 (すなわち、 冷却水通路 5 4 5に通じる入口通路 〇 2020/175332 1 1 1 卩（：171? 2020 /006902

5 7 1及び出口通路 5 7 2が設けられた突出部 5 7 3） の周方向に隣となる 位置に、 3つのスイッチモジュール 5 3 2八が周方向に並べて配置されると ともに、 さらにその隣に、 6つのコンデンサモジュール 5 3 2巳が周方向に 並べて配置されている。 その概要として、 インバータハウジング 5 3 1では 、 外側周壁 八 1の内側が周方向に 1 0個 （すなわち、 モジュール数 + 1） の領域に等分に分けられ、 そのうち 9つの領域にそれぞれ電気モジュール 5 3 2が 1つずつ配置されるとともに、 残り 1つの領域に突出部 5 7 3が設け られている。 3つのスイッチモジュ ^_ ル 5 3 2八は、 リ相用モジュ ^_ ル、 V 相用モジュール、 \/\/相用モジュールである。

[0428] 図 6 6や前述の図 5 6、 図 5 7等に示すように、 各電気モジュール 5 3 2 （スイッチモジュール 5 3 2八及びコンデンサモジュール 5 3 2巳） は、 モ ジュールケース 6 1 1から延びる複数のモジュール端子 6 1 5を有している 。 モジュール端子 6 1 5は、 各電気モジュール 5 3 2における電気的な入出 力を行わせるモジュール入出力端子である。 モジュール端子 6 1 5は、 軸方 向に延びる向きで設けられており、 より具体的には、 モジュールケース 6 1 1から回転子キャリア 5 1 1の奧側 （車両外側） に向けて延びるように設け られている （図 5 1参照） 。

[0429] 各電気モジュール 5 3 2のモジュール端子 6 1 5は、 それぞれバスバーモ ジュール 5 3 3に接続されている。 モジュール端子 6 1 5の数は、 スイッチ モジュール 5 3 2八とコンデンサモジュール 5 3 2巳とで異なっており、 ス イッチモジュール 5 3 2八には 4つのモジュール端子 6 1 5が設けられ、 コ ンデンサモジュール 5 3 2巳には 2つのモジュール端子 6 1 5が設けられて いる。

[0430] また、 図 6 8に示すように、 バスバーモジュール 5 3 3は、 円環状をなす 環状部 6 3 1 と、 その環状部 6 3 1から延び、 電源装置や巳〇11 （電子制御 装置） 等の外部装置との接続を可能とする 3本の外部接続端子 6 3 2と、 固 定子卷線 5 2 1 における各相の卷線端部に接続される卷線接 続端子 6 3 3と を有している。 バスバーモジュール 5 3 3が 「端子モジュール」 に相当する 〇 2020/175332 1 12 卩（：171? 2020 /006902

[0431 ] 環状部 6 3 1は、 インバータハウジング 5 3 1 において外側周壁 八 1の 径方向内側であり、 かつ各電気モジュール 5 3 2の軸方向片側となる位置に 配置されている。 環状部 6 3 1は、 例えば樹脂等の絶縁部材により成形され た円環状の本体部と、 その内部に埋設された複数のバスバーとを有 する。 そ の複数のバスバーは、 各電気モジュール 5 3 2のモジュール端子 6 1 5や、 各外部接続端子 6 3 2、 固定子巻線 5 2 1の各相卷線に接続されている。 そ の詳細は後述する。

[0432] 外部接続端子 6 3 2は、 電源装置に接続される高電位側の電力端子 6 3 2 八及び低電位側の電力端子 6 3 2巳と、 外部巳（3 IIに接続される 1本の信号 端子 6 3 2 0とからなる。 これら各外部接続端子 6 3 2 （6 3 2八~ 6 3 2 〇） は、 周方向に一列に並び、 かつ環状部 6 3 1の径方向内側において軸方 向に延びるように設けられている。 図 5 1 に示すように、 バスバーモジュー ル 5 3 3が各電気モジュール 5 3 2と共にインバータハウジング 5 3 1 に組 み付けられた状態では、 外部接続端子 6 3 2の一端がボス形成部材 5 4 3の 端板 5 4 7から突出するように構成されている。 具体的には、 図 5 6、 図 5 7に示すように、 ボス形成部材 5 4 3の端板 5 4 7には揷通孔 5 4 7 3が設 けられており、 その揷通孔 5 4 7 3に円筒状のグロメッ ト 6 3 5が取り付け られるとともに、 グロメッ ト 6 3 5を揷通させた状態で外部接続端子 6 3 2 が設けられている。 グロメッ ト 6 3 5は、 密閉コネクタとしても機能する。

[0433] 巻線接続端子 6 3 3は、 固定子巻線 5 2 1の各相の卷線端部に接続される 端子であり、 環状部 6 3 1から径方向外側に延びるように設けられて� �る。 巻線接続端子 6 3 3は、 固定子巻線 5 2 1 における II相巻線の端部に接続さ れる卷線接続端子 6 3 3 II、 V相巻線の端部に接続される卷線接続端子 6 3 3 V、 相巻線の端部にそれぞれ接続に接続される卷 線接続端子 6 3 3 \^/を 有する。 これらの各卷線接続端子 6 3 3、 各相卷線に流れる電流 （II相電流 、 V相電流、 相電流） を検出する電流センサ 6 3 4が設けられているとよ い （図 7 0参照） 。 〇 2020/175332 1 13 卩（：171? 2020 /006902

[0434] なお、 電流センサ 6 3 4は、 電気モジュール 5 3 2の外部であって、 各卷 線接続端子 6 3 3の周辺に配置されてもよいし、 電気モジュール 5 3 2の内 部に配置されてもよい。

[0435] ここで、 各電気モジュール 5 3 2とバスバーモジュール 5 3 3との接続を 、 図 6 9及び図 7 0を用いてより具体的に説明する。 図 6 9は、 各電気モジ ュール 5 3 2を平面状に展開して示すとともに、 それら各電気モジュール 5 3 2とバスバーモジュール 5 3 3との電気的な接続状態を模式的に示す図で ある。 図 7 0は、 各電気モジュール 5 3 2を円環状に配置した状態での各電 気モジュール 5 3 2とバスバーモジュール 5 3 3との接続を模式的に示す図 である。 なお、 図 6 9には、 電力伝送用の経路を実線で示し、 信号伝送系の 経路を ^_ 点鎖線で示している。 図 7 0には、 電力伝送用の経路のみを示して いる。

[0436] バスバーモジュール 5 3 3は、 電力伝送用のバスバーとして、 第 1バスバ - 6 4 1 と第 2バスバー 6 4 2と第 3バスバー 6 4 3とを有している。 この うち第 1バスバー 6 4 1が高電位側の電力端子 6 3 2八に接続され、 第 2バ スバー 6 4 2が低電位側の電力端子 6 3 2巳に接続されている。 また、 3つ の第 3バスバー 6 4 3が、 II相の巻線接続端子 6 3 3 II、 V相の巻線接続端 子 6 3 3 V、 相の巻線接続端子 6 3 3 \^/にそれぞれ接続されている。

[0437] また、 巻線接続端子 6 3 3や第 3バスバー 6 4 3は、 回転電機 1 0の動作 により発熱しやすい部位である。 このため、 巻線接続端子 6 3 3と第 3バス バー 6 4 3との間に図示しない端子台を介在させると� �もに、 この端子台を 、 冷却水通路 5 4 5を有するインバータハウジング 5 3 1 に当接させてもよ い。 又は、 巻線接続端子 6 3 3や第 3バスバー 6 4 3をクランク状に曲げる ことで、 巻線接続端子 6 3 3や第 3バスバー 6 4 3を冷却水通路 5 4 5を有 するインバータハウジング 5 3 1 に当接させてもよい。

[0438] このような構成であれば、 巻線接続端子 6 3 3や第 3バスバー 6 4 3で発 生した熱を冷却水通路 5 4 5内の冷却水に放熱することができる。

[0439] なお、 図 7 0では、 第 1バスバー 6 4 1及び第 2バスバー 6 4 2を、 円環 〇 2020/175332 1 14 卩（：171? 2020 /006902

形状をなすバスバーとして示すが、 これら各バスバー 6 4 1 , 6 4 2は必ず しも円環形状で繫がっていなくてもよく、 周方向の一部が途切れた略＜3字状 をなしていてもよい。 また、 各卷線接続端子 6 3 3 II , 6 3 3 V , 6 3 3 \^/ は、 各相に対応するスイッチモジュール 5 3 2 に個々に接続されればよい ため、 バスバーモジュール 5 3 3を介することなく、 直接的に各スイッチモ ジュール 5 3 2八 （実際にはモジュール端子 6 1 5） に接続される構成であ ってもよい。

[0440] —方、 各スイッチモジュール 5 3 2八は、 正極側端子、 負極側端子、 巻線 用端子及び信号用端子からなる 4つのモジュール端子 6 1 5を有している。 このうち正極側端子は第 1バスバー 6 4 1 に接続され、 負極側端子は第 2バ スバー 6 4 2に接続され、 卷線用端子は第 3バスバー 6 4 3に接続されてい る。

[0441 ] また、 バスバーモジュール 5 3 3は、 信号伝送系のバスバーとして第 4バ スバー 6 4 4を有している。 各スイッチモジュール 5 3 2八の信号用端子が 第 4バスバー 6 4 4に接続されるとともに、 その第 4バスバー 6 4 4が信号 端子 6 3 2〇に接続されている。

[0442] 本実施形態では、 各スイッチモジュール 5 3 2 に対する制御信号を信号 端子 6 3 2〇を介して外部巳〇11から入力する構成とし ている。 つまり、 各 スイッチモジュール 5 3 2八内の各スイッチ 6 0 1 , 6 0 2は、 信号端子 6 3 2〇を介して入力される制御信号によりオン� �フする。 そのため、 各スイ ッチモジュール 5 3 2八が、 途中で回転電機内蔵の制御装置を経由するこ と なく信号端子 6 3 2〇に対して接続される構成となっている。 ただし、 この 構成を変更し、 回転電機に制御装置を内蔵させ、 その制御装置からの制御信 号が各スイッチモジュール 5 3 2八に入力される構成とすることも可能であ る。 かかる構成を図 7 1 に示す。

[0443] 図 7 1の構成では、 制御装置 6 5 2が実装された制御基板 6 5 1 を有し、 その制御装置 6 5 2が各スイッチモジュール 5 3 2八に接続されている。 ま た、 制御装置 6 5 2には信号端子 6 3 2（3が接続されている。 この場合、 制 〇 2020/175332 1 15 卩（：171? 2020 /006902

御装置 6 5 2は、 例えば上位制御装置である外部日（3 IIから力行又は発電に 関する指令信号を入力し、 その指令信号に基づいて各スイッチモジュー ル 5 3 2八のスイッチ 6 0 1 , 6 0 2を適宜オンオフさせる。

[0444] インバータユニッ ト 5 3 0においては、 バスバーモジュール 5 3 3よりも 車両外側 （回転子キャリア 5 1 1の奥側） に制御基板 6 5 1が配置されると よい。 又は、 各電気モジュール 5 3 2とボス形成部材 5 4 3の端板 5 4 7と の間に制御基板 6 5 1が配置されるとよい。 制御基板 6 5 1は、 各電気モジ ュール 5 3 2に対して少なくとも一部が軸方向に重複す� �ように配置される とよい。

[0445] また、 各コンデンサモジュール 5 3 2巳は、 正極側端子及び負極側端子か らなる 2つのモジュール端子 6 1 5を有しており、 正極側端子は第 1バスバ - 6 4 1 に接続され、 負極側端子は第 2バスバー 6 4 2に接続されている。

[0446] 図 4 9及び図 5 0に示すように、 インバータハウジング 5 3 1内には、 周 方向に各電気モジュール 5 3 2と並ぶ位置に、 冷却水の入口通路 5 7 1及び 出口通路 5 7 2を有する突出部 5 7 3が設けられるとともに、 その突出部 5 7 3に対して径方向に隣り合うようにして外部� �続端子 6 3 2が設けられて いる。 換言すれば、 突出部 5 7 3と外部接続端子 6 3 2とが、 周方向に同じ 角度位置に設けられている。 本実施形態では、 突出部 5 7 3の径方向内側の 位置に外部接続端子 6 3 2が設けられている。 また、 インバータハウジング 5 3 1の車両内側から見れば、 ボス形成部材 5 4 3の端板 5 4 7に、 径方向 に並べて水路ポート 5 7 4と外部接続端子 6 3 2とが設けられている （図 4 8参照） 。

[0447] この場合、 複数の電気モジュール 5 3 2と共に突出部 5 7 3及び外部接続 端子 6 3 2を周方向に並べて配置したことにより、 インバータユニッ ト 5 3 0としての小型化、 ひいては回転電機 5 0 0としての小型化が可能となって いる。

[0448] 車輪 4 0 0の構造を示す図 4 5及び図 4 7で見ると、 水路ポート 5 7 4に 冷却用配管!· I 2が接続されるとともに、 外部接続端子 6 3 2に電気配線!· I 1 〇 2020/175332 1 16 卩（：171? 2020 /006902

が接続され、 その状態で、 電気配線!· I 1及び冷却用配管！· I 2が収容ダクト 4 4 0に収容されている。

[0449] なお、 上記構成では、 インバータハウジング 5 3 1内において外部接続端 子 6 3 2の隣に、 3つのスイッチモジュール 5 3 2八を周方向に並べて配置 するととともに、 さらにその隣に、 6つのコンデンサモジュール 5 3 2巳を 周方向に並べて配置する構成としたが、 これを変更してもよい。 例えば、 外 部接続端子 6 3 2から最も離れた位置、 すなわち回転軸 5 0 1 を挟んで反対 側となる位置に、 3つのスイッチモジュール 5 3 2八を並べて配置する構成 としてもよい。 また、 各スイッチモジュール 5 3 2八の両隣にコンデンサモ ジュール 5 3 2巳が配置されるように、 各スイッチモジュール 5 3 2八を分 散配置することも可能である。

[0450] 外部接続端子 6 3 2から最も離れた位置、 すなわち回転軸 5 0 1 を挟んで 反対側となる位置に各スイッチモジュール 5 3 2 を配置する構成とすれば 、 外部接続端子 6 3 2と各スイッチモジュール 5 3 2八との間における相互 インダクタンスに起因する誤動作等を抑制で きる。

[0451 ] 次に、 回転角度センサとして設けられるレゾルバ 6 6 0に関する構成を説 明する。

[0452] 図 4 9〜図 5 1 に示すように、 インバータハウジング 5 3 1 には、 回転電 機 5 0 0の電気角 0を検出するレゾルバ 6 6 0が設けられている。 レゾルバ 6 6 0は、 電磁誘導式センサであり、 回転軸 5 0 1 に固定されたレゾルバロ —夕 6 6 1 と、 そのレゾルバロータ 6 6 1の径方向外側に対向配置されたレ ゾルバステータ 6 6 2とを備えている。 レゾルバロータ 6 6 1は、 円板リン グ状をなしており、 回転軸 5 0 1 を揷通させた状態で、 回転軸 5 0 1 に同軸 で設けられている。 レゾルバステータ 6 6 2は、 円環状をなすステータコア 6 6 3と、 ステータコア 6 6 3に形成された複数のティースに卷回された� � テータコイル 6 6 4とを備えている。 ステータコイル 6 6 4には、 1相の励 磁コイルと 2相の出カコイルとが含まれている。

[0453] ステータコイル 6 6 4の励磁コイルは、 正弦波状の励磁信号によって励磁 〇 2020/175332 1 17 卩（：171? 2020 /006902

され、 励磁信号によって励磁コイルに生じた磁束は 、 ^_ 対の出カコイルを鎖 交する。 この際、 励磁コイルと一対の出カコイルとの相対的な 配置関係がレ ゾルバロータ 6 6 1の回転角 （すなわち回転軸 5 0 1の回転角） に応じて周 期的に変化するため、 一対の出カコイルを鎖交する磁束数は周期的 に変化す る。 本実施形態では、 一対の出カコイルのそれぞれに生じる電圧の 位相が互 いに / 2だけずれるように一対の出カコイルと励磁� �イルとが配置されて いる。 これにより、 一対の出カコイルそれぞれの出力電圧は、 励磁信号を変 調波 3 丨 11 0、 〇〇 3 0のそれぞれによって変調した被変調波とな� �。 より 具体的には、 励磁信号を 「 3 丨 1^ 0 1：」 とすると、 被変調波はそれぞれ 「 3 I 11 0 X 3 I 门〇 1：」 ， 「0 0 3 0 X 3 1 门〇 1：」 となる。

[0454] レゾルバ 6 6 0はレゾルバデジタルコンバータを有してい� �。 レゾルバデ ジタルコンバータは、 生成された被変調波及び励磁信号に基づく検 波によっ て電気角 0を算出する。 例えばレゾルバ 6 6 0は信号端子 6 3 2〇に接続さ れており、 レゾルバデジタルコンバータの算出結果は、 信号端子 6 3 2〇を 介して外部装置に出力される。 また、 回転電機 5 0 0に制御装置が内蔵され ている場合には、 その制御装置にレゾルバデジタルコンバータ の算出結果が 入力される。

[0455] ここで、 インバータハウジング 5 3 1 におけるレゾルバ 6 6 0の組み付け 構造について説明する。

[0456] 図 4 9及び図 5 1 に示すように、 インバータハウジング 5 3 1 を構成する ボス形成部材 5 4 3のボス部 5 4 8は中空筒状をなしており、 そのボス部 5 4 8の内周側には、 軸方向に直交する向きに延びる突出部 5 4 8 3が形成さ れている。 そして、 この突出部 5 4 8 3に軸方向に当接した状態で、 ネジ等 によりレゾルバステータ 6 6 2が固定されている。 ボス部 5 4 8内には、 突 出部 5 4 8 3を挟んで軸方向の一方側に軸受 5 6 0が設けられるとともに、 他方側にレゾルバ 6 6 0が同軸で設けられている。

[0457] また、 ボス部 5 4 8の中空部には、 軸方向においてレゾルバ 6 6 0の一方 の側に突出部 5 4 8 3が設けられるとともに、 他方の側に、 レゾルバ 6 6 0 〇 2020/175332 1 18 卩（：171? 2020 /006902

の収容空間を閉鎖する円板リング状のハウ ジングカバー 6 6 6が取り付けら れている。 ハウジングカバー 6 6 6は、 炭素繊維強化プラスチック （〇 [¾ 9） 等の導電性材料により構成されている。 ハウジングカバー 6 6 6の中央 部には、 回転軸 5 0 1 を揷通させる孔 6 6 6 3が形成されている。 孔 6 6 6 3内には、 回転軸 5 0 1の外周面との間の空隙を封鎖するシール材 6 6 7が 設けられている。 シール材 6 6 7により、 レゾルバ収容空間が密閉されてい る。 シール材 6 6 7は、 例えば樹脂材料よりなる摺動シールであると よい。

[0458] レゾルバ 6 6 0が収容される空間は、 ボス形成部材 5 4 3において円環状 をなすボス部 5 4 8に囲まれ、 かつ軸方向が軸受 5 6 0とハウジングカバー

6 6 6とにより挟まれた空間であり、 レゾルバ 6 6 0の周囲は導電材料によ り囲まれている。 これにより、 レゾルバ 6 6 0に対する電磁ノイズの影響を 抑制できるようになっている。

[0459] また、 上述したとおりインバータハウジング 5 3 1は、 二重となる外側周 壁 1 と内側周壁 2とを有しており （図 5 7参照） 、 その二重となる 周壁の外側 （外側周壁 八 1の外側） には固定子 5 2 0が配置され、 二重の 周壁の間 （ 八 1 , \ZV A 2の間） には電気モジュール 5 3 2が配置され、 二 重の周壁の内側 （内側周壁 八 2の内側） にはレゾルバ 6 6 0が配置されて いる。 インバータハウジング 5 3 1は導電性部材であるため、 固定子 5 2 0 とレゾルバ 6 6 0とは、 導電性の隔壁 （本実施形態では特に二重の導電性隔 壁） を隔てて配置されるようになっており、 固定子 5 2 0側 （磁気回路側） とレゾルバ 6 6 0とについて相互の磁気干渉の発生を好適に� �制できるもの となっている。

[0460] 次に、 回転子キャリア 5 1 1の開放端部の側に設けられる回転子カバー 6

7 0について説明する。

[0461 ] 図 4 9及び図 5 1 に示すように、 回転子キャリア 5 1 1は軸方向の一方側 が開放されており、 その開放端部に、 略円板リング状の回転子カバー 6 7 0 が取り付けられている。 回転子カバー 6 7 0は、 溶接や接着、 ビス止め等の 任意の接合手法により回転子キャリア 5 1 1 に対して固定されているとよい 〇 2020/175332 1 19 卩（：171? 2020 /006902

。 回転子カバー 6 7 0が、 磁石ユニッ ト 5 1 2の軸方向への移動を抑制でき るように回転子キャリア 5 1 1の内周よりも小さめに寸法設定されている� � 位を持つとなおよい。 回転子カバー 6 7 0は、 その外径寸法が、 回転子キャ リア 5 1 1の外径寸法に一致し、 内径寸法が、 インバータハウジング 5 3 1 の外径寸法よりも僅かに大きい寸法となって いる。 なお、 インバータハウジ ング 5 3 1の外径寸法と固定子 5 2 0の内径寸法とは同じである。

[0462] 上述したとおりインバータハウジング 5 3 1の径方向外側には固定子 5 2

0が固定されており、 それら固定子 5 2 0及びインバータハウジング 5 3 1 が互いに接合されている接合部分では、 固定子 5 2 0に対してインバータハ ウジング 5 3 1が軸方向に突出している。 そして、 インバータハウジング 5 3 1の突出部分を囲むように回転子カバー 6 7 0が取り付けられている。 こ の場合、 回転子カバー 6 7 0の内周側の端面とインバータハウジング 5 3 1 の外周面との間には、 それらの間の隙間を封鎖するシール材 6 7 1が設けら れている。 シール材 6 7 1 により、 磁石ユニッ ト 5 1 2及び固定子 5 2 0の 収容空間が密閉されている。 シール材 6 7 1は、 例えば樹脂材料よりなる摺 動シールであるとよい。

[0463] 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。

[0464] 回転電機 5 0 0において、 磁石ユニッ ト 5 1 2及び固定子巻線 5 2 1 より なる磁気回路部の径方向内側に、 インバータハウジング 5 3 1の外側周壁 八 1 を配置し、 その外側周壁 1 に冷却水通路 5 4 5を形成した。 また、 外側周壁 1の径方向内側に、 その外側周壁 1 に沿って周方向に複数 の電気モジュール 5 3 2を配置する構成とした。 これにより、 回転電機 5 0 〇の径方向に積層されるようにして磁気回路 部、 冷却水通路 5 4 5、 電力変 換器を配置でき、 軸方向における寸法の縮小化を図りつつ、 効率の良い部品 配置が可能となる。 また、 電力変換器を構成する複数の電気モジュール 5 3 2について効率良く冷却を行わせることがで� �る。 その結果、 回転電機 5 0 0において、 高効率かつ小型化が実現可能となる。

[0465] 半導体スイッチング素子やコンデンサ等の発 熱部品を有する電気モジュー 〇 2020/175332 120 卩（：171? 2020 /006902

ル 5 3 2 （スイッチモジュール 5 3 2八、 コンデンサモジュール 5 3 2巳） を、 外側周壁 1の内周面に接した状態で設ける構成とした� � これにより 、 各電気モジュール 5 3 2における熱が外側周壁 1 に伝達され、 その外 側周壁 八 1での熱交換により電気モジュール 5 3 2が好適に冷却される。

[0466] スイッチモジュール 5 3 2八において、 スイッチ 6 0 1 , 6 0 2を挟んで 両側に冷却器 6 2 3をそれぞれ配置するとともに、 スイッチ 6 0 1 , 6 0 2 の両側の冷却器 6 2 3のうち少なくとも _方の冷却器においてスイッチ 6 0 1 , 6 0 2とは逆側にコンデンサ 6 0 4を配置する構成とした。 これにより 、 スイッチ 6 0 1 , 6 0 2に対する冷却性能を高めることができると� �もに 、 コンデンサ 6 0 4の冷却性能も高めることができる。

[0467] スイッチモジュール 5 3 2八において、 スイッチ 6 0 1 , 6 0 2を挟んで 両側に冷却器 6 2 3をそれぞれ配置するとともに、 スイッチ 6 0 1 , 6 0 2 の両側の冷却器 6 2 3のうち ^_ 方の冷却器においてスイッチ 6 0 1 , 6 0 2 とは逆側に駆動回路 6 0 3を配置し、 他方の冷却器 6 2 3においてスイッチ 6 0 1 , 6 0 2とは逆側にコンデンサ 6 0 4を配置する構成とした。 これに より、 スイッチ 6 0 1 , 6 0 2に対する冷却性能を高めることができると� � もに、 駆動回路 6 0 3とコンデンサ 6 0 4についても冷却性能も高めること ができる。

[0468] 例えばスイッチモジュール 5 3 2八において、 冷却水通路 5 4 5からモジ ュール内部に冷却水を流入させ、 その冷却水により半導体スイッチング素子 等を冷却する構成とした。 この場合、 スイッチモジュール 5 3 2八は、 外側 周壁 八 1での冷却水による熱交換に加えて、 モジュール内部での冷却水に よる熱交換により冷却される。 これにより、 スイッチモジュール 5 3 2八の 冷却効果を高めることができる。

[0469] 冷却水通路 5 4 5に対して外部の循環経路 5 7 5から冷却水を流入させる 冷却システムにおいて、 スイッチモジュール 5 3 2八を冷却水通路 5 4 5の 入口通路 5 7 1 に近い上流側に配置するとともに、 コンデンサモジュール 5 3 2巳をスイッチモジュール 5 3 2八よりも下流側に配置する構成とした。 〇 2020/175332 121 卩（：171? 2020 /006902

この場合、 冷却水通路 5 4 5を流れる冷却水が上流側ほど低温であるこ� �を 想定すれば、 スイツチモジュール 5 3 2八を優先的に冷却する構成を実現す ることが可能になる。

[0470] 周方向に隣り合う電気モジュール同士の間隔 を一部で拡げ、 その拡げた間 隔 （第 2間隔丨 1\1丁 2） となる部分に、 入口通路 5 7 1及び出口通路 5 7 2 を有する突出部 5 7 3を設ける構成とした。 これにより、 外側周壁 八 1の 径方向内側となる部分に、 冷却水通路 5 4 5の入口通路 5 7 1及び出口通路 5 7 2を好適に形成することができる。 つまり、 冷却性能を高めるには冷媒 の流通量を確保する必要があり、 そのためには入口通路 5 7 1及び出口通路 5 7 2の開口面積を大きくすることが考えられる� � この点、 上記のとおり電 気モジュール同士の間隔を一部で拡げて突出 部 5 7 3を設けることにより、 所望とする大きさの入口通路 5 7 1及び出口通路 5 7 2を好適に形成するこ とができる。

[0471 ] バスバーモジュール 5 3 3の外部接続端子 6 3 2を、 外側周壁 1の径 方向内側において突出部 5 7 3に径方向に並ぶ位置に配置するようにした� � つまり、 外部接続端子 6 3 2を、 周方向に隣り合う電気モジュール同士の間 隔が拡げられた部分 （第 2間隔 I !\!丁 2に相当する部分） に突出部 5 7 3と 共に配置するようにした。 これにより、 各電気モジュール 5 3 2との干渉を 避けつつ、 外部接続端子 6 3 2を好適に配置することができる。

[0472] ァウタロータ式の回転電機 5 0 0において、 外側周壁 八 1の径方向外側 に固定子 5 2 0を固定し、 かつ径方向内側に複数の電気モジュール 5 3 2を 配置する構成とした。 これにより、 外側周壁 \ZV A 1 に対して、 その径方向外 側から固定子 5 2 0の熱が伝わるとともに、 径方向内側から電気モジュール 5 3 2の熱が伝わることになる。 この場合、 固定子 5 2 0と電気モジュール 5 3 2とを， 冷却水通路 5 4 5を流れる冷却水により同時に冷やすことが� � 能となり、 回転電機 5 0 0における発熱部材の熱を効率良く放出する� �とが できる。

[0473] 外側周壁 八 1 を挟んで径方向内側の電気モジュール 5 3 2と径方向外側 〇 2020/175332 122 卩（：171? 2020 /006902

の固定子巻線 5 2 1 とを、 バスバーモジュール 5 3 3の卷線接続端子 6 3 3 により電気的に接続する構成とした。 またこの場合、 巻線接続端子 6 3 3を 、 冷却水通路 5 4 5に対して軸方向に離れた位置に設ける構成� �した。 これ により、 外側周壁 1 において環状に冷却水通路 5 4 5が形成される構成 、 すなわち外側周壁 八 1の内外が冷却水通路 5 4 5により分断されている 構成であっても、 電気モジュール 5 3 2と固定子巻線 5 2 1 とを好適に接続 することができる。

[0474] 本実施形態の回転電機 5 0 0では、 固定子 5 2 0において周方向に並ぶ各 導線 5 2 3の間のテイース （鉄心） を小さくする又は無くすことで、 それら 各導線 5 2 3の間で生じる磁気飽和に起因するトルク制� �を抑制するととも に、 導線 5 2 3を扁平薄型にすることでトルク低下を抑制� �るものとしてい る。 この場合、 仮に回転電機 5 0 0の外径寸法が同じであっても、 固定子 5 2 0の薄型化により磁気回路部の径方向内側の� �域を拡張することが可能と なり、 その内側領域を用いて、 冷却水通路 5 4 5を有する外側周壁 1や 、 外側周壁 1の径方向内側に設けられた複数の電気モジ� �ール 5 3 2を 好適に配置することができる。

[0475] 本実施形態の回転電機 5 0 0では、 磁石ユニッ ト 5 1 2において磁石磁束 が 軸側に集まることで 軸での磁石磁束が強化され、 それに伴う トルク増 強が可能となっている。 この場合、 磁石ユニッ ト 5 1 2において径方向の厚 さ寸法の縮小化 （薄型化） が可能になることに伴い、 磁気回路部の径方向内 側の領域を拡張することが可能となり、 その内側領域を用いて、 冷却水通路 5 4 5を有する外側周壁 1や、 外側周壁 1の径方向内側に設けられ た複数の電気モジュール 5 3 2を好適に配置することができる。

[0476] また、 磁気回路部、 外側周壁 八 1、 複数の電気モジュール 5 3 2だけで なく、 軸受 5 6 0やレゾルバ 6 6 0についても同様に、 径方向に好適に配置 することができる。

[0477] 回転電機 5 0 0をインホイールモータとして用いた車輪 4 0 0は、 インバ —タハウジング 5 3 1 に固定されたべースプレート 4 0 5と、 サスペンシヨ 〇 2020/175332 123 卩（：171? 2020 /006902

ン装置等の装着機構とを介して車体に装着 される。 ここで、 回転電機 5 0 0 では小型化が実現されていることから、 車体への組み付けを想定しても省ス ペース化が可能となる。 そのため、 車両においてバッテリ等の電源装置の設 置領域を拡大したり、 車室スペースを拡張したりする上で有利な構 成を実現 できる。

[0478] 以下に、 インホイールモータに関する変形例を説明す る。

[0479] (インホイールモータにおける変形例 1 )

回転電機 5 0 0では、 インバータュニッ ト 5 3 0の外側周壁 八 1の径方 向内側に、 電気モジュール 5 3 2及びバスバーモジュール 5 3 3が配置され るとともに、 外側周壁 1 を隔てて径方向の内側及び外側に、 電気モジュ —ル 5 3 2及びバスバーモジュール 5 3 3と、 固定子 5 2 0とがそれぞれ配 置されている。 かかる構成において、 電気モジュール 5 3 2に対するバスバ —モジュール 5 3 3の位置は任意に設定可能である。 また、 外側周壁 八 1 を径方向に横切って固定子巻線 5 2 1の各相卷線とバスバーモジュール 5 3 3とを接続する場合において、 その接続に用いられる巻線接続線 (例えば巻 線接続端子 6 3 3 ) を案内する位置は任意に設定可能である。

[0480] すなわち、 電気モジュール 5 3 2に対するバスバーモジュール 5 3 3の位 置としては、 (《 1 ) バスバーモジュール 5 3 3を、 軸方向において電気モ ジュール 5 3 2よりも車両外側、 すなわち回転子キャリア 5 1 1側の奥側と する構成と、

{ (X 2 ) バスバーモジュール 5 3 3を、 軸方向において電気モジュール 5 3 2よりも車両内側、 すなわち回転子キャリア 5 1 1側の手前側とする構成と が考えられる。

[0481 ] また、 巻線接続線を案内する位置としては、

( (3 1 ) 巻線接続線を、 軸方向において車両外側、 すなわち回転子キャリア 5 1 1側の奥側で案内する構成と、

( /3 2 ) 巻線接続線を、 軸方向において車両内側、 すなわち回転子キャリア 〇 2020/175332 124 卩（：171? 2020 /006902

5 1 1側の手前側で案内する構成と、

が考えられる。

[0482] 以下には、 電気モジュール 5 3 2、 バスバーモジュール 5 3 3及び卷線接 続線の配置に関する 4つの構成例を、 図 7 2 （ ₃ ） 〜 （¢0 を用いて説明す る。 図 7 2 （ ₃ ） 〜 （¢0 は、 回転電機 5 0 0の構成を簡略化して示す縦断 面図であり、 同図には、 既に説明した構成に同じ符号が付されている 。 巻線 接続線 6 3 7は、 固定子巻線 5 2 1の各相卷線とバスバーモジュール 5 3 3 とを接続する電気配線であり、 例えば既述の巻線接続端子 6 3 3がこれに相 当する。

[0483] 図 7 2 （a） の構成では、 電気モジュール 5 3 2に対するバスバーモジュ —ル 5 3 3の位置として上記 （《 1） を採用するとともに、 巻線接続線 6 3 7を案内する位置として上記 （/3 1） を採用している。 つまり、 電気モジュ —ル 5 3 2及びバスバーモジュール 5 3 3、 固定子巻線 5 2 1及びバスバー モジュール 5 3 3がいずれも車両外側 （回転子キャリア 5 1 1の奥側） で接 続される構成となっている。 なおこれは、 図 4 9に示す構成に相当する。

[0484] 本構成によれば、 外側周壁 1 において、 巻線接続線 6 3 7との干渉を 懸念することなく冷却水通路 5 4 5を設けることができる。 また、 固定子巻 線 5 2 1 とバスバーモジュール 5 3 3とを接続する卷線接続線 6 3 7を簡易 に実現できる。

[0485] 図 7 2 （匕） の構成では、 電気モジュール 5 3 2に対するバスバーモジュ —ル 5 3 3の位置として上記 （《 1） を採用するとともに、 巻線接続線 6 3 7を案内する位置として上記 （/3 2） を採用している。 つまり、 電気モジュ —ル 5 3 2とバスバーモジュール 5 3 3とが車両外側 （回転子キャリア 5 1 1の奥側） で接続されるとともに、 固定子巻線 5 2 1 とバスバーモジュール 5 3 3とが車両内側 （回転子キャリア 5 1 1の手前側） で接続される構成と なっている。

[0486] 本構成によれば、 外側周壁 1 において、 巻線接続線 6 3 7との干渉を 懸念することなく冷却水通路 5 4 5を設けることができる。 〇 2020/175332 125 卩（：171? 2020 /006902

[0487] 図 7 2 （〇） の構成では、 電気モジュール 5 3 2に対するバスバーモジュ —ル 5 3 3の位置として上記 （《 2） を採用するとともに、 巻線接続線 6 3 7を案内する位置として上記 （/3 1） を採用している。 つまり、 電気モジュ —ル 5 3 2とバスバーモジュール 5 3 3とが車両内側 （回転子キャリア 5 1 1の手前側） で接続されるとともに、 固定子巻線 5 2 1 とバスバーモジュー ル 5 3 3とが車両外側 （回転子キャリア 5 1 1の奥側） で接続される構成と なっている。

[0488] 図 7 2 （ ） の構成では、 電気モジュール 5 3 2に対するバスバーモジュ —ル 5 3 3の位置として上記 （《 2） を採用するとともに、 巻線接続線 6 3 7を案内する位置として上記 （/3 2） を採用している。 つまり、 電気モジュ —ル 5 3 2及びバスバーモジュール 5 3 3、 固定子巻線 5 2 1及びバスバー モジュール 5 3 3がいずれも車両内側 （回転子キャリア 5 1 1の手前側） で 接続される構成となっている。

[0489] 図 7 2 （〇） , 図 7 2 （ の構成によれば、 バスバーモジュール 5 3 3 が車両内側 （回転子キャリア 5 1 1の手前側） に配置されることで、 仮にフ ァンモータなどの電気部品を追加しようとす る場合に、 その配線が容易とな ることが考えられる。 また、 軸受よりも車両内側に配置されるレゾルバ 6 6 0に対してバスバーモジュール 5 3 3を近づけることが可能になり、 レゾル バ 6 6 0に対する配線が容易になることも考えられ� �。

[0490] （インホイールモータにおける変形例 2）

以下に、 レゾルバロータ 6 6 1の取付構造の変形例を説明する。 すなわち 、 回転軸 5 0 1、 回転子キャリア 5 1 1及び軸受 5 6 0の内輪 5 6 1は一体 的に回転する回転体であり、 その回転体に対するレゾルバロータ 6 6 1の取 付構造の変形例について以下に説明する。

[0491 ] 図 7 3 （3） 〜 （〇） は、 上記回転体に対するレゾルバロータ 6 6 1の取 付構造例を示す構成図である。 いずれの構成においても、 レゾルバ 6 6 0は 、 回転子キャリア 5 1 1及びインバータハウジング 5 3 1等により囲まれ、 外部からの被水や被泥等から防護された密閉 空間に設けられている。 図 7 3 〇 2020/175332 126 卩（：171? 2020 /006902

（3） 〜 （〇） のうち図 7 3 （a） では、 軸受 5 6 0を、 図 4 9と同じ構成 としている。 また、 図 7 3 （匕） 、 図 7 3 （〇） では、 軸受 5 6 0を、 図 4 9とは異なる構成とし、 かつ回転子キャリア 5 1 1の端板 5 1 4から離れた 位置に配置している。 これら各図には、 レゾルバロータ 6 6 1の取付場所と してそれぞれ 2力所を例示している。 なお、 レゾルバステータ 6 6 2につい ては図示されていないが、 例えばボス形成部材 5 4 3のボス部 5 4 8をレゾ ルバロータ 6 6 1の外周側又はその付近まで延ばし、 そのボス部 5 4 8にレ ゾルバステータ 6 6 2が固定されていればよい。

[0492] 図 7 3 （a） の構成では、 軸受 5 6 0の内輪 5 6 1 にレゾルバロータ 6 6

1が取り付けられている。 具体的には、 レゾルバロータ 6 6 1が、 内輪 5 6 1のフランジ 5 6 1 13の軸方向端面に設けられているか、 又は内輪 5 6 1の 筒部 5 6 1 3の軸方向端面に設けられている。

[0493] 図 7 3 （匕） の構成では、 回転子キャリア 5 1 1 にレゾルバロータ 6 6 1 が取り付けられている。 具体的には、 レゾルバロータ 6 6 1が、 回転子キャ リア 5 1 1 において端板 5 1 4の内面に設けられている。 又は、 回転子キャ リア 5 1 1が、 端板 5 1 4の内周縁部から回転軸 5 0 1 に沿って延びる筒部 5 1 5を有する構成において、 レゾルバロータ 6 6 1が、 回転子キャリア 5 1 1の筒部 5 1 5の外周面に設けられている。 後者の場合、 レゾルバロータ 6 6 1は、 回転子キャリア 5 1 1の端板 5 1 4と軸受 5 6 0との間に配置さ れている。

[0494] 図 7 3 （〇） の構成では、 回転軸 5 0 1 にレゾルバロータ 6 6 1が取り付 けられている。 具体的には、 レゾルバロータ 6 6 1が、 回転軸 5 0 1 におい て回転子キャリア 5 1 1の端板 5 1 4と軸受 5 6 0との間に設けられている か、 又は回転軸 5 0 1 において軸受 5 6 0を挟んで回転子キャリア 5 1 1の 反対側に配置されている。

[0495] （インホイールモータにおける変形例 3）

以下に、 インバータハウジング 5 3 1及び回転子カバー 6 7 0の変形例を 図 7 4を用いて説明する。 図 7 4 （ ₃ ） 、 図 7 4 （匕） は、 回転電機 5 0 0 〇 2020/175332 127 卩（：171? 2020 /006902

の構成を簡略化して示す縦断面図であり、 同図には、 既に説明した構成に同 じ符号が付されている。 なお、 図 7 4 （a） に示す構成は、 実質的に図 4 9 等で説明した構成に相当し、 図 7 4 （匕） に示す構成は、 図 7 4 （ ₃ ） の構 成の ^_ 部を変更した構成に相当する。

[0496] 図 7 4 （ ₃ ） に示す構成では、 回転子キャリア 5 1 1の開放端部に固定さ れた回転子カバー 6 7 0が、 インバータハウジング 5 3 1の外側周壁 八 1 を囲むように設けられている。 つまり、 回転子カバー 6 7 0の内径側の端面 が外側周壁 八 1の外周面に対向しており、 それら両者の間にシール材 6 7 1が設けられている。 また、 インバータハウジング 5 3 1のボス部 5 4 8の 中空部にはハウジングカバー 6 6 6が取り付けられ、 そのハウジングカバー 6 6 6と回転軸 5 0 1 との間にシール材 6 6 7が設けられている。 バスバー モジュール 5 3 3を構成する外部接続端子 6 3 2は、 インバータハウジング 5 3 1 を貫通して車両内側 （図の下側） に延びている。

[0497] また、 インバータハウジング 5 3 1 には、 冷却水通路 5 4 5に連通する入 口通路 5 7 1及び出口通路 5 7 2が形成されるとともに、 それら入口通路 5 7 1及び出口通路 5 7 2の通路端部を含む水路ポート 5 7 4が形成されてい る。

[0498] これに対して、 図 7 4 （匕） に示す構成では、 インバータハウジング 5 3

1 （詳しくはボス形成部材 5 4 3） に、 回転軸 5 0 1の突出側 （車両内側） に延びる環状の凸部 6 8 1が形成されており、 回転子カバー 6 7 0が、 イン バータハウジング 5 3 1の凸部 6 8 1 を囲むように設けられている。 つまり 、 回転子カバー 6 7 0の内径側の端面が凸部 6 8 1の外周面に対向しており 、 それら両者の間にシール材 6 7 1が設けられている。 また、 バスバーモジ ュール 5 3 3を構成する外部接続端子 6 3 2は、 インバータハウジング 5 3 1のボス部 5 4 8を貫通してボス部 5 4 8の中空領域に延びるとともに、 ハ ウジングカバー 6 6 6を貫通して車両内側 （図の下側） に延びている。

[0499] また、 インバータハウジング 5 3 1 には、 冷却水通路 5 4 5に連通する入 口通路 5 7 1及び出口通路 5 7 2が形成されており、 それら入口通路 5 7 1 〇 2020/175332 128 卩（：171? 2020 /006902

及び出口通路 5 7 2は、 ボス部 5 4 8の中空領域に延び、 かつ中継配管 6 8 2を介してハウジングカバー 6 6 6よりも車両内側 (図の下側) に延びてい る。 本構成では、 ハウジングカバー 6 6 6から車両内側に延びる配管部分が 水路ポート 5 7 4となっている。

[0500] 図 7 4 ( ₃ ) 、 図 7 4 ( b ) の各構成によれば、 回転子キャリア 5 1 1及 び回転子カバー 6 7 0の内部空間の密閉性を保持しつつ、 これら回転子キャ リア 5 1 1及び回転子カバー 6 7 0をインバータハウジング 5 3 1 に対して 好適に回転させることができる。

[0501 ] また特に、 図 7 4 ( 13 ) の構成によれば、 図 7 4 ( a ) の構成に比べて、 回転子カバー 6 7 0の内径が小さくなっている。 そのため、 電気モジュール 5 3 2よりも車両内側となる位置に、 インバータハウジング 5 3 1 と回転子 カバー 6 7 0とが軸方向に二重に設けられるようになり� � 電気モジュール 5 3 2にて懸念される電磁ノイズによる不都合を� �制することができる。 また 、 回転子カバー 6 7 0の内径を小さくすることによりシール材 6 7 1の摺動 径が小さくなり、 回転摺動部分における機械的ロスを抑制する ことができる

[0502] (インホイールモータにおける変形例 4 )

以下に、 固定子巻線 5 2 1の変形例を説明する。 図 7 5に、 固定子巻線 5 2 1 に関する変形例を示す。

[0503] 図 7 5に示すように、 固定子巻線 5 2 1は、 横断面が矩形状をなす導線材 を用い、 その導線材の長辺が周方向に延びる向きにし て波巻により巻回され ている。 この場合、 固定子巻線 5 2 1 においてコイルサイ ドとなる各相の導 線 5 2 3は、 相ごとに所定ピッチ間隔で配置されるととも に、 コイルエンド で互いに接続されている。 コイルサイ ドにおいて周方向に隣り合う各導線 5 2 3は、 周方向の端面同士が互いに当接するか、 又は微小な間隔を隔てて近 接配置されている。

[0504] また、 固定子巻線 5 2 1では、 コイルエンドにおいて相ごとに導線材が径 方向に折り曲げられている。 より詳しくは、 固定子巻線 5 2 1 (導線材) は 〇 2020/175332 129 卩（：171? 2020 /006902

、 軸方向において相ごとに異なる位置にて径方 向内側に折り曲げられており 、 これにより、 II相、 V相及び 相の各相巻線における互いの干渉が回避さ れている。 図示の構成では、 各相卷線で導線材の厚み分だけ異ならせて、 相 ごとに導線材が径方向内側に直角に折り曲げ られている。 周方向に並ぶ各導 線 5 2 3において軸方向の両端間の長さ寸法は各導� � 5 2 3で同じであると よい。

[0505] なお、 固定子巻線 5 2 1 に固定子コア 5 2 2を組み付けて固定子 5 2 0を 製作する際には、 固定子巻線 5 2 1 において円環状の一部を非接続として切 り離しておき （すなわち、 固定子巻線 5 2 1 を略〇字状にしておき） 、 固定 子卷線 5 2 1の内周側に固定子コア 5 2 2を組み付けた後に、 切り離し部分 を互いに接続させて固定子巻線 5 2 1 を円環状にするとよい。

[0506] 上記以外に、 固定子コア 5 2 2を周方向にて複数 （例えば 3つ以上） に分 割しておき、 円環状に形成された固定子巻線 5 2 1の内周側に、 複数に分割 されたコア片を組み付けるようにすることも 可能である。

[0507] （変形例 1 5）

次に、 本変形例における回転電機 7 0 0について説明する。 回転電機 7 0 0は、 車両の駆動用ユニッ トとして用いられる。 回転電機 7 0 0の概要を図 7 6〜図 7 8に示す。 図 7 6は、 回転電機 7 0 0の全体を示す斜視図であり 、 図 7 7は、 回転電機 7 0 0の縦断面図であり、 図 7 8は、 回転電機 7 0 0 の構成要素を分解した分解断面図である。

[0508] 回転電機 7 0 0は、 アウタロータ型の表面磁石型回転電機である 。 回転電 機 7 0 0は、 大別して、 回転子 7 1 0、 固定子 7 3 0、 インナユニッ ト 7 7 0及びバスバーモジュール 8 1 0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 8 3 1及びカバー 8 3 2とを備えてい る。 これら各部材はいずれも、 回転子 7 1 0に一体に設けられた回転軸 7 0 1 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 7 0 0が構成されている。 回転子 7 1 0は、 インナユニッ ト 7 7 〇の径方向内側に設けられた一対の軸受 7 9 1 , 7 9 2に片持ち支持され、 〇 2020/175332 130 卩（：171? 2020 /006902

その状態で回転可能となっている。 回転軸 7 0 1 には、 車両の車軸や車輪等 に固定される連結軸 7 0 5が一体に設けられている。

[0509] 回転電機 7 0 0において、 回転子 7 1 0及び固定子 7 3 0はそれぞれ円筒 状をなしており、 エアギャップを挟んで径方向に対向配置され ている。 回転 子 7 1 0が回転軸 7 0 1 と共に一体回転することにより、 固定子 7 3 0の径 方向外側にて回転子 7 1 0が回転する。

[0510] 図 7 9に示すように、 回転子 7 1 0は、 略円筒状の回転子キャリア 7 1 1 と、 その回転子キャリア 7 1 1 に固定された円環状の磁石ユニッ ト 7 1 2と を有している。 回転子キャリア 7 1 1は、 端板部 7 1 3と、 その端板部 7 1 3の外周部から軸方向に延びる筒部 7 1 4とを有している。 端板部 7 1 3に は貫通孔 7 1 3 3が形成されており、 その貫通孔 7 1 3 3に揷通された状態 で、 ボルト等の締結具 7 1 5により端板部 7 1 3に回転軸 7 0 1が固定され ている。 回転軸 7 0 1は、 回転子キャリア 7 1 1が固定される部分に、 軸方 向に交差 （直交） する向きに延びるフランジ 7 0 2を有しており、 そのフラ ンジ 7 0 2と端板部 7 1 3とが面接合されている状態で、 回転軸 7 0 1 に対 して回転子キャリア 7 1 1が固定されている。

[051 1 ] 磁石ユニッ ト 7 1 2は、 円筒状の磁石ホルダ 7 2 1 と、 その磁石ホルダ 7

2 1の内周面に固定された磁石 7 2 2と、 磁石 7 2 2の軸方向両側において 回転子キャリア 7 1 1 とは逆側に固定された円環状のエンドブレー ト 7 2 3 とを有している。 磁石ホルダ 7 2 1は、 軸方向において磁石 7 2 2と同じ長 さ寸法を有している。 磁石 7 2 2は、 磁石ホルダ 7 2 1 に径方向外側から包 囲された状態で設けられている。 また、 磁石ホルダ 7 2 1及び磁石 7 2 2は 、 軸方向両端のうち一端側が回転子キャリア 7 1 1 に当接した状態で固定さ れ、 他端側がエンドブレート 7 2 3に当接した状態で固定されている。

[0512] 回転子キャリア 7 1 1、 磁石ホルダ 7 2 1及びエンドブレート 7 2 3は、 いずれも鉄よりも比重が小さい非磁性体であ るアルミニウム又は非磁性ステ ンレス （例えば 3 11 3 3 0 4） により構成されている。 これら各部材は、 ア ルミニウム等の軽金属により構成されること が望ましいが、 これに代えて、 〇 2020/175332 131 卩（：171? 2020 /006902

合成樹脂により構成されることも可能であ る。 これら各部材は、 接着又は溶 接により接合されているとよい。 なお、 例えば、 磁石ホルダ 7 2 1は、 非磁 性体の複数のコアシートが軸方向に積層され ることにより構成されるもので あってもよい。 コアシートは、 例えば円環板状に打ち抜き形成されている。 また、 例えば、 磁石ホルダ 7 2 1は、 ヘリカルコア構造を有するものであっ てもよい。 ヘリカルコア構造の磁石ホルダ 7 2 1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卷回形成されるとと もに軸方向に積層さ れることで、 全体として円筒状の磁石ホルダ 7 2 1が構成される。

［0513］ エンドプレート 7 2 3は、 磁石ホルダ 7 2 1 よりも比重が大きい非磁性材 料で構成されている。 これにより、 回転電機 7 0 0の製造工程にてエンドプ レート 7 2 3を削ることにより、 回転軸 7 0 1の軸心を中心とした回転子 7 1 0のバランスを取る場合において、 エンドブレート 7 2 3の削り量を削減 できる。 このため、 バランス取りの作業を容易化することができ る。

［0514］ 図 8 0は、 磁石ユニッ ト 7 1 2の断面構造を拡大して示す部分断面図であ る。 図 8 0には、 磁石 7 2 2の磁化容易軸を矢印にて示している。

［0515］ 磁石ユニッ ト 7 1 2において、 磁石 7 2 2は、 回転子 7 1 0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 7 2 2は、 周方向に複数の磁極を有する。 磁石 7 2 2は、 極異方性の永久磁石 であり、 固有保磁力が 4 0 0 ［1＜八/〇1］ 以上であり、 かつ残留磁束密度巳 「が 1 . 0 ［丁］ 以上である焼結ネオジム磁石を用いて構成さ れている。 磁 石 7 2 2は、 磁石ホルダ 7 2 1の内周面に、 例えば接着により固定されてい る。

［0516］ 磁石 7 2 2は、 周方向に隣り合う 2磁極において各磁極の中心である 軸 間を 1磁石として設けられている。 つまり、 磁石 7 2 2は、 1磁極分を 1磁 石とし、 その周方向の中心が 軸となっている。 磁石 7 2 2において径方向 内側の周面が、 磁束の授受が行われる磁束授受面 7 2 4である。 磁石 7 2 2 では、 軸側 （〇1軸寄りの部分） と 9軸側 （ 軸寄りの部分） とで磁化容易 軸の向きが相違しており、 軸側では磁化容易軸の向きが 軸に平行する向 〇 2020/175332 132 卩（：171? 2020 /006902

きとなり、 軸側では磁化容易軸の向きが 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 7 2 2は、 磁極中心である 軸の側において、 磁極境界で ある 軸の側に比べて磁化容易軸の向きが 軸に平行となるように配向がな されて構成されている。

[0517] 周方向に並べられた各磁石 7 2 2によれば、 軸での磁石磁束が強化され 、 かつ 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 軸から 軸にかけての表面磁束変化がなだらかになる 磁石 7 2 2を好適に実 現できるものとなっている。 磁石 7 2 2は、 周方向の中心を 軸とする構成 に代えて、 周方向の中心を 軸とする構成であってもよい。 また、 磁石 7 2 2として、 磁極数と同じ数の磁石を用いる構成に代えて 、 円環状に繫がった 磁石を用いる構成としてもよい。

[0518] 磁石 7 2 2は以下の構成であることが望ましい。 磁石 7 2 2において、 径 方向における厚み寸法丁八は、 一 9軸間の磁束授受面 7 2 4の円弧長さ丁 巳以下となっており、 具体的には上記円弧長さ丁巳よりも小さくな っている 。 これにより、 磁石 7 2 2の厚みを低減でき、 磁石 7 2 2の使用量を低減で きる。

[0519] また、 図 8 1 に示すように、 磁石 7 2 2において 9軸と磁束授受面 7 2 4 との交点を中心点〇 とし、 かつ磁石 7 2 2の径方向の厚み寸法を半径とす る円を、 磁石 7 2 2の磁化容易軸を定める配向円 Xとする場合に、 磁石 7 2 2が配向円 Xの四半円分を包括する構成となっている。 つまり、 磁石 7 2 2 では、 軸を横切るように円弧状の磁化容易軸が設け られており、 その磁化 容易軸のうち、 径方向において磁束授受面 7 2 4とは反対側の周面と 9軸と の交点を通る磁化容易軸、 すなわち配向円 Xを通る磁化容易軸により最も強 い磁石磁束が生じる。 この場合、 磁石 7 2 2が配向円 Xの四半円分を包括す る構成であることにより、 軸を通る磁石磁路の長さを、 配向円 Xで規定さ れる長さとして確保した上で磁石磁束を生じ させることが可能となっている 〇 2020/175332 133 卩（：171? 2020 /006902

[0520] ここで、 磁石 7 2 2において、 径方向における厚み寸法丁八が 一9軸間 の磁束授受面 7 2 4の円弧長さ丁巳よりも小さくなっていると� � 磁石 7 2 2 よりも径方向外側、 すなわち反固定子側への磁束漏れの懸念が生 じる。 しか しながら、 本実施形態では、 磁石ホルダ 7 2 1が非磁性材料にて構成されて いることにより、 磁束漏れの影響を軽減できるものとなってい る。

[0521 ] また、 磁石 7 2 2には、 径方向外側の外周面に、 軸を含む所定範囲で凹 部 7 2 5が形成されているとともに、 径方向内側の内周面に、 軸を含む所 定範囲で凹部 7 2 6が形成されている。 この場合、 磁石 7 2 2の磁化容易軸 の向きによれば、 磁石 7 2 2の外周面において 軸付近で磁石磁路が短くな るとともに、 磁石 7 2 2の内周面において 9軸付近で磁石磁路が短くなる。 そこで、 磁石 7 2 2において磁石磁路長が短い場所で十分な磁� �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。

[0522] 磁石ホルダ 7 2 1は、 周方向に並ぶ各磁石 7 2 2の径方向外側に設けられ ている。 また、 周方向における各磁石 7 2 2の間と各磁石 7 2 2の径方向内 側とを含む範囲で磁石ホルダ 7 2 1が設けられていてもよい。 つまり、 磁石 7 2 2を囲むようにして磁石ホルダ 7 2 1が設けられていてもよい。 磁石ホ ルダ 7 2 1 において各磁石 7 2 2の径方向外側の部分と径方向内側の部分と を有している場合、 径方向外側の部分が径方向内側の部分よりも 高強度であ るとよい。

[0523] 磁石ホルダ 7 2 1は、 磁石 7 2 2の凹部 7 2 5内に入り込む凸部 7 2 7を 有している。 この場合、 磁石 7 2 2の凹部 7 2 5と磁石ホルダ 7 2 1の凸部 7 2 7との係合により、 磁石 7 2 2の周方向の位置ずれが抑制されるように なっている。 つまり、 磁石ホルダ 7 2 1の凸部 7 2 7は、 磁石 7 2 2の回り 止め部として機能する。 また、 磁石ホルダ 7 2 1が、 磁石 7 2 2よりも径方 向内側 （固定子 7 3 0側） となる部分を有している場合には、 当該部分に、 磁石 7 2 2の凹部 7 2 6内に入り込む凸部が設けられていてもよい� �

[0524] なお、 回転子キヤリア 7 1 1、 磁石ホルダ 7 2 1及びエンドブレート 7 2 〇 2020/175332 134 卩（：171? 2020 /006902

3は、 図 8 0及び図 8 2に示すように、 回転子キャリア 7 1 1、 磁石ホルダ 7 2 1及びエンドブレート 7 2 3それぞれの孔に揷通されたロッ ド 7 1 6の 軸方向両側が溶接されることにより一体化さ れていればよい。

[0525] なお、 図 8 0では、 周方向に隣り合う磁石 7 2 2間の間に磁石ホルダ 7 2

1が設けられる構成としたがこれに限らず、 磁石ホルダ 7 2 1が設けられな い構成としてもよい。 この場合、 周方向に隣り合う磁石 7 2 2同士が当接す ることとなる。

[0526] 次に、 固定子 7 3 0の構成を説明する。

[0527] 固定子 7 3 0は、 固定子巻線 7 3 1 と固定子コア 7 3 2とを有している。

固定子コア 7 3 2は、 磁性体である電磁鋼板からなる複数のコアシ ートが軸 方向に積層され、 かつ径方向に所定の厚さを有する円筒状をな しており、 固 定子コア 7 3 2において回転子 7 1 0側となる径方向外側に固定子巻線 7 3 1が組み付けられている。 固定子コア 7 3 2の外周面は凹凸のない曲面状を なしている。 固定子コア 7 3 2はバックヨークとして機能する。 固定子コア 7 3 2は、 例えば円環板状に打ち抜き形成された複数の コアシートが軸方向 に積層されて構成されている。 ただし、 ヘリカルコア構造を有するものであ つてもよい。 ヘリカルコア構造の固定子コア 7 3 2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卷回形成されるとと 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 7 3 2が構成されている。

[0528] 固定子 7 3 0は、 軸方向において、 回転子 7 1 0における磁石 7 2 2に径 方向に対向するコイルサイ ドに相当する部分と、 そのコイルサイ ドの軸方向 外側であるコイルエンドに相当する部分とを 有している。 この場合、 固定子 コア 7 3 2は、 軸方向においてコイルサイ ドに対応する範囲で設けられてい る。

[0529] 固定子巻線 7 3 1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。 固定子巻線 7 3 1の径方向内側に固定子コア 7 3 2が組み付けられている。 本例では、 II相 、 V相及び 相の相巻線を用いることで、 固定子巻線 7 3 1が 3相の相卷線 〇 2020/175332 135 卩（：171? 2020 /006902

を有する構成となっている。

[0530] 次に、 インナユニッ ト 7 7 0について説明する。

[0531 ] 図 8 3及び図 8 4は、 インナユニッ ト 7 7 0の縦断面図である。 なお、 図

8 4には、 インナユニッ ト 7 7 0に、 回転軸 7 0 1 を支持する軸受 7 9 1，

7 9 2を組み付けた状態を示している。 便宜上、 以下の説明では、 軸受 7 9 1 を第 1軸受 7 9 1、 軸受 7 9 2を第 2軸受 7 9 2とも称する。 第 1軸受 7 9 1は、 回転軸 7 0 1の軸方向において基端側、 すなわち連結軸 7 0 5側に 設けられた軸受であり、 第 2軸受 7 9 2は、 回転軸 7 0 1の先端側に設けら れた軸受である。

[0532] インナユニッ ト 7 7 0は、 インナハウジング 7 7 1 を有している。 インナ ハウジング 7 7 1は、 円筒状をなす外筒部材 7 7 2と、 外周径が外筒部材 7 7 2よりも小径の円筒状をなし、 外筒部材 7 7 2の径方向内側に配置される 内筒部材 7 7 3と、 これら外筒部材 7 7 2及び内筒部材 7 7 3の軸方向一端 側に固定される略円板状の端板 7 7 4とを有している。 これら各部材 7 7 2 〜 7 7 4は、 導電性材料により構成されているとよく、 例えば炭素繊維強化 プラスチック により構成されている。 外筒部材 7 7 2と端板 7 7 4とは同一の外形寸法を有しており、 これら外筒部材 7 7 2及び端板 7 7 4により形成された空間内に内筒部材 7 7 3が設けられている。 内筒部材 7 7 3は、 ボルト等の締結具 7 7 5により外筒部材 7 7 2及び端板 7 7 4に対 してそれぞれ固定されている。

[0533] インナハウジング 7 7 1の外筒部材 7 7 2の径方向外側には固定子コア 7

3 2が固定される。 これにより、 固定子 7 3 0とインナユニッ ト 7 7 0とが —体化されるようになっている。

[0534] 外筒部材 7 7 2及び内筒部材 7 7 3の間には、 冷却水等の冷媒を流通させ る冷媒通路 7 7 7が形成されている。 冷媒通路 7 7 7は、 インナハウジング 7 7 1の周方向に環状に設けられている。 図示は省略するが、 冷媒通路 7 7 7には冷媒配管が接続されており、 その冷媒配管から流入する冷媒が冷媒通 路 7 7 7内で熱交換した後、 再び冷媒配管に流出するようになっている。 〇 2020/175332 136 卩（：171? 2020 /006902

[0535] 内筒部材 7 7 3の径方向内側には環状空間が形成されてお� �、 その環状空 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 るとよい。 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 7 7 3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 7 7 7を流れる冷媒により電気 モジュールが冷却されるようになっている。

[0536] 外筒部材 7 7 2は、 内筒部材 7 7 3よりも径方向内側に円筒状のボス部 7

8 0を有している。 ボス部 7 8 0は、 中空筒状に設けられており、 その中空 部に回転軸 7 0 1が揷通されるようになっている。 ボス部 7 8 0は、 軸受 7 9 1 , 7 9 2を保持する軸受保持部となっており、 その中空部に軸受 7 9 1 , 7 9 2が固定されている。 軸受 7 9 1 , 7 9 2は、 例えば、 筒状の内輪と 、 内輪の径方向外側に配置された筒状の外輪と 、 それら内輪及び外輪の間に 配置された複数の玉とを有するラジアル玉軸 受であり、 外輪がボス部 7 8 0 に固定されることで、 インナユニッ ト 7 7 0に組み付けられている。

[0537] ボス部 7 8 0の中空部には、 第 1軸受 7 9 1 を固定する第 1固定部 7 8 1 と、 第 2軸受 7 9 2を固定する第 2固定部 7 8 2とが設けられている。 第 1 軸受 7 9 1及び第 2軸受 7 9 2は、 回転子 7 1 0の振動や遠心荷重を考慮し て、 回転軸 7 0 1 における支持位置に応じて体格が異なってお り、 回転軸 7 0 1の基端側を支持する第 1軸受 7 9 1の方が大きいサイズの軸受、 すなわ ち支持荷重の大きい軸受となっている。 そのため、 第 1固定部 7 8 1は、 第 2固定部 7 8 2に比べて大径に形成されている。

[0538] また、 第 1軸受 7 9 1 と第 2軸受 7 9 2とを比べると、 第 1軸受 7 9 1は 、 第 2軸受 7 9 2に比べて径方向の内部隙間、 すなわちラジアル隙間が大き いものとなっている。 なお、 ラジアル隙間は、 軸受の内輪と外輪と玉との軸 方向の遊び量である。 ここで、 第 1軸受 7 9 1は、 第 2軸受 7 9 2に比べて 回転子 7 1 0の振動や遠心荷重を受けやすい軸受であり� � その第 1軸受 7 9 1のラジアル隙間を大きくすることにより、 荷重吸収の効果が高められる。 これにより、 回転軸 7 0 1の基端部側においてボス部 7 8 0に作用する荷重 〇 2020/175332 137 卩（：171? 2020 /006902

が低減され、 回転軸 7 0 1の先端側における振れが抑制されるように� �って いる。

[0539] 第 1固定部 7 8 1は、 ボス部 7 8 0において軸方向に平行な平行面 7 8 1

3と、 軸方向に直交する直交面 7 8 1 匕とにより形成されており、 これら各 面に当接した状態で第 1軸受 7 9 1が固定されている。 また、 第 2固定部 7 8 2は、 ボス部 7 8 0において軸方向に平行な平行面 7 8 2 3と、 軸方向に 直交する直交面 7 8 2匕とにより形成されており、 これら各面に当接した状 態で第 2軸受 7 9 2が固定されている。 なお、 第 2固定部 7 8 2と第 3固定 部 7 8 3との段差と、 第 2軸受 7 9 2との間に、 第 2軸受 7 9 2に予圧を付 与する図示しないパネが設けられていてもよ い。

[0540] また、 ボス部 7 8 0の中空部には、 第 1固定部 7 8 1 と第 2固定部 7 8 2 とのうち第 2固定部 7 8 2の側に、 回転センサとしてのレゾルバ 8 0 0を固 定する第 3固定部 7 8 3が設けられている。 第 3固定部 7 8 3は、 第 2固定 部 7 8 2を段差状に拡径させることで形成されてい� �。

[0541 ] 図 7 7に示すように、 レゾルバ 8 0 0は、 回転軸 7 0 1 に固定されるレゾ ルバロータ 8 0 1 と、 そのレゾルバロータ 8 0 1の径方向外側に対向配置さ れたレゾルバステータ 8 0 2とを備えている。 レゾルバロータ 8 0 1は、 円 板リング状をなしており、 回転軸 7 0 1 を揷通させた状態で、 回転軸 7 0 1 に同軸に設けられている。 レゾルバステータ 8 0 2は、 不図示のステータコ アとステータコイルとを有し、 ボス部 7 8 0の第 3固定部 7 8 3に固定され ている。

[0542] 図 8 3に示すように、 ボス部 7 8 0の中空部には、 軸方向において第 1固 定部 7 8 1 と第 2固定部 7 8 2との間となる位置に、 これら各固定部 7 8 1 , 7 8 2よりも小径の縮径部 7 8 4 , 7 8 5が設けられている。 縮径部 7 8 4は第 1固定部 7 8 1 よりも径の小さい孔であり、 縮径部 7 8 5は第 2固定 部 7 8 2よりも径の小さい孔である。 また、 レゾルバ 8 0 0を固定する第 3 固定部 7 8 3は、 第 2固定部 7 8 2よりも軸方向外側となる位置、 換言すれ ば回転軸 7 0 1の先端側となる位置に、 第 2固定部 7 8 2よりも拡径された 〇 2020/175332 138 卩（：171? 2020 /006902

部位として設けられている。 第 2固定部 7 8 2と第 3固定部 7 8 3とは、 軸 方向に隣り合う位置に設けられている。

[0543] この場合、 外筒部材 7 7 2において中ぐり加工等により孔加工を行う� �に 、 第 2固定部 7 8 2と第 3固定部 7 8 3とを同一方向から同軸で連続加工す ることが可能となる。 そのため、 第 2固定部 7 8 2に固定される第 2軸受 7 9 2と第 3固定部 7 8 3に固定されるレゾルバステータ 8 0 2との同軸度が 高められ、 ひいてはレゾルバロータ 8 0 1 とレゾルバステータ 8 0 2との同 軸度が高められることとなる。 この場合、 レゾルバロータ 8 0 1 に対するレ ゾルバステータ 8 0 2の振れが低減され、 ひいてはレゾルバ 8 0 0における 角度検出誤差が低減される。

[0544] 次に、 バスバーモジュール 8 1 0について説明する。 バスバーモジュール

8 1 0は、 各相の固定子巻線 7 3 1 を電気的に接続する卷線接続部材である 。 バスバーモジュール 8 1 0は、 円環状をなしている。

[0545] 以上説明した本実施形態によれば、 以下の効果が得られる。

[0546] 磁石ホルダ 7 2 1が、 回転子 7 1 0の軽量化を図る上で好適な、 鉄よりも 比重が小さい非磁性材料にて構成されている 。 また、 磁石 7 2 2において、 図 8 0及び図 8 1 に示したように配向がなされている。 この配向によれば、 軸における磁化容易軸の向きが、 軸と直交する向きになる。 以上説明し た構成によれば、 ラジアル配向された磁石を備える構成と比較 して、 磁石 7 2 2から磁石ホルダ 7 2 1への磁束漏れを抑制することができ、 回転電機 7 0 0のトルクの低下を抑制することができる。 このように、 本実施形態によ れば、 回転電機 7 0 0のトルクの低下を抑制しつつ、 回転子 7 1 0の軽量化 を図ることができる。

[0547] 特に、 回転子キャリア 7 1 1及びエンドブレート 7 2 3も非磁性材料で構 成されていることが、 磁束漏れの抑制効果をより高めている。

[0548] 磁石 7 2 2において 9軸と磁束授受面 7 2 4との交点を中心点 0 とし、 磁石 7 2 2の径方向の厚み寸法を半径とする円を配向� � Xとする。 この場合 において、 磁石 7 2 2が配向円 Xの四半円分を包括する構成となっている。 〇 2020/175332 139 卩（：171? 2020 /006902

この構成によれば、 磁石 7 2 2において、 配向円 Xを通る磁化容易軸により 最も強い磁石磁束が生じる。 この最も強い磁石磁束の磁路が磁石ホルダ 7 2 1側に形成されることを回避でき、 磁石 7 2 2から磁石ホルダ 7 2 1への磁 束漏れの抑制効果を高めることができる。

[0549] （変形例 1 6）

以下、 変形例 1 6について、 変形例 1 5との相違点を中心に説明する。 図 8 5に示すように、 回転子キャリア 7 1 1、 磁石ホルダ 7 2 1及びエンドプ レート 7 2 3が一体成形されていてもよい。 図 8 5において、 先の図 7 9に 示した構成と同一の構成又は対応する構成に ついては、 便宜上、 同一の符号 を付している。

[0550] 図 8 5に示す構成によれば、 回転子 7 1 0の構成部品数を削減することが できる。 なお、 図 8 5に示す構成では、 先の図 8 2等に示したロッ ド 7 1 6 が備えられる必要はない。

[0551 ] （変形例 1 7）

以下、 変形例 1 7について、 変形例 1 5との相違点を中心に説明する。 図 8 6に、 回転子 7 1 0及び固定子 7 3 0の縦断面図を示す。 図 8 6において 、 先の図 7 9等に示した構成と同一の構成又は対応する� �成については、 便 宜上、 同一の符号を付している。

[0552] 図 8 6に示すように、 回転子キャリア 7 1 1は、 筒部 7 1 4を備えていな い。 回転子キャリア 7 1 1 を構成する端板部 7 1 3は、 鉄等の磁性材料で構 成されている。 端板部 7 1 3の径方向の外周部には、 磁石ホルダ 7 2 1が固 定されている。 磁石ホルダ 7 2 1は、 軸方向において磁石 7 2 2よりも長い 。 これにより、 端板部 7 1 3と磁石 7 2 2とが軸方向において第 1距離 !_八 だけ離間している。 そして、 固定子コア 7 3 2の外周面と、 磁石 7 2 2の内 周面との径方向における第 2距離 !_巳が、 第 1距離 !_八よりも小さい。

[0553] 以上説明した本実施形態によれば、 磁石ホルダ 7 2 1 を介すことなく、 磁 石 7 2 2から端板部 7 1 3を介して固定子コア 7 3 2へと漏れる磁石磁束を 好適に抑制することができる。 〇 2020/175332 140 卩（：171? 2020 /006902

[0554] （変形例 1 8）

以下、 変形例 1 8について、 変形例 1 5との相違点を中心に説明する。 図 8 7に示すように、 磁石ユニッ ト 7 1 2は、 磁石ホルダ 7 2 1の外周面に固 定された円筒状の外側ホルダ 7 2 8を有している。 図 8 7において、 先の図 8 0等に示した構成と同一の構成又は対応する� �成については、 便宜上、 同 —の符号を付している。

[0555] 磁石ホルダ 7 2 1の外周面の曲率は、 外側ホルダ 7 2 8の内周面の曲率と 等しい。 また、 外側ホルダ 7 2 8の強度は、 磁石ホルダ 7 2 1の強度よりも 高い。 なお、 各ホルダの強度の高低は、 例えば、 合成樹脂材料を異なるもの にしたり、 フイラーの含有率を異なるものにしたり、 剛性のあるメッシュを インサートしたりすることにより実現すれば よい。

[0556] 以上説明した本実施形態によれば、 遠心力に対する磁石ユニッ ト 7 1 2の 信頼性を高めることができる。

[0557] （変形例 1 9）

以下、 変形例 1 9について、 変形例 1 5との相違点を中心に説明する。 図 8 8は、 磁石ユニッ ト 7 1 2の断面構造を拡大して示す部分断面図であ� �。 図 8 8には、 磁石 7 2 9の磁化容易軸を矢印にて示している。 図 8 8におい て、 先の図 8 0等に示した構成と同一の構成又は対応する� �成については、 便宜上、 同一の符号を付している。

[0558] 図 8 8に示すように、 磁石 7 2 9は、 軸に対して傾斜した直線状の磁化 容易軸となるように配向されている。 磁石 7 2 9において 軸と磁束授受面 7 2 4との交点を基準点 0巳とし、 基準点〇巳を通る直線と 軸との角度を «とする。 シミュレーシヨンによれば、 図 8 0に示した配向方法に対し、 《 = 4 5 ° の場合に 3 %のトルク低下が確認され、 《 = 0 ° の場合に 1 7 %の トルク低下が確認された。

[0559] 以上説明した本実施形態によれば、 磁石 7 2 9の配向作業を簡易化するこ とができ、 磁石 7 2 9のコストを削減することができる。

[0560] （他の変形例） 〇 2020/175332 141 卩（：171? 2020 /006902

変形例 1 5〜 1 7 , 1 9の構成を、 アウタロータ型の回転電機に代えて 、 インナロータ型の回転電機に適用してもよい 。

[0561 ] 例えば図 5 0に示すように、 回転電機 5 0 0では、 冷却水通路 5 4 5の 入口通路 5 7 1 と出口通路 5 7 2とが一力所にまとめて設けられているが、 この構成を変更し、 入口通路 5 7 1 と出口通路 5 7 2とが周方向に異なる位 置にそれぞれ設けられていてもよい。 例えば、 入口通路 5 7 1 と出口通路 5 7 2とを周方向に 1 8 0度異なる位置に設ける構成や、 入口通路 5 7 1及び 出口通路 5 7 2の少なくともいずれかを複数設ける構成で� �ってもよい。

[0562] 上記実施形態の車輪 4 0 0では、 回転電機 5 0 0の軸方向の片側に回転 軸 5 0 1 を突出させる構成としたが、 これを変更し、 軸方向の両方に回転軸 5 0 1 を突出させる構成としてもよい。 これにより、 例えば車両前後の少な くとも一方が 1輪となる車両において好適な構成を実現で� �る。

[0563] 車両用インホイールモータとしての実施形態 、 及びインホイールモータ における変形例 1〜 4において、 車輪 4 0 0に用いられる回転電機 5 0 0と して、 インナロータ式の回転電機を用いることも可 能である。

[0564] 回転電機としては、 星形結線のものに限らず、 △結線のものであっても よい。

[0565] 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� �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� �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。 〇 2020/175332 142 卩（：171? 2020 /006902

[0566] 本開示は、 実施例に準拠して記述されたが、 本開示は当該実施例や構造に 限定されるものではないと理解される。 本開示は、 様々な変形例や均等範囲 内の変形をも包含する。 加えて、 様々な組み合わせや形態、 さらには、 それ らに一要素のみ、 それ以上、 あるいはそれ以下、 を含む他の組み合わせや形 態をも、 本開示の範疇や思想範囲に入るものである。