(57)【要約】  占積率の向上や小型化を図ることのできる回転電機の固定子を提供する。ｍ層を巻き進め所定の位置にて折返しｍ層に重ねてｍ＋１層を巻き戻す巻線を１セットとして、各ティースを渡りながら巻線領域に１セットずつ巻線を巻回してゆき、第１巻線（２０Ａ）のｎ層で境界面１６を超えるかあるいは第２巻線（２０Ｂ）との距離が最小絶縁距離Ｄに達すると、その位置を折返し位置としてｎ＋１層を根元部まで巻き戻し第２ティース（１０Ｂ）に渡り、第２巻線（２０Ｂ）のｎ層で境界面１６を超えるかあるいは第１巻線（２０Ａ）との距離が最小絶縁距離に達すると、その位置を折返し位置として巻き戻し、これを１セット以上繰り返し、第１ティース（１０Ａ）に渡り、最終層にて第２巻線（２０Ｂ）と巻数が合うように巻数を調整して巻回する。
2012111076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸芯に向けて放射方向に同一形状の複数のティースが根元側端部をコアバックにリング状に連結され、隣接する前記ティース間にスロットが形成され、前記ティースの先端部両側に鍔部が突出して形成され、隣接する前記鍔部間にスロット入口が形成され、各ティースの周囲に巻線領域が形成され、各巻線領域に同一形状のインシュレータを介して、巻線が巻回された回転電機の固定子において、
１つおきに設けられた第１ティースに第１巻線が巻回され、前記第１ティースに挟まれた第２ティースに第２巻線が巻回され、
前記第１巻線と前記第２巻線とは、対向部の断面形状において、前記第１巻線の凸部が前記第２巻線の凹部に対応するように、また前記第１巻線の凹部が前記第２巻線の凸部に対応するように、互いに異なる形状に巻回されている
ことを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
前記スロット内の空間を放射方向に断面テーパ状に２分割する面が境界面とされ、
前記第１巻線と前記第２巻線が最も接近できる距離が最小絶縁距離とされ、
前記断面テーパ状の幅の広い前記ティースの根元部側から幅の狭い前記鍔部方向にｍ層を巻き進め所定の位置にて折返し前記ｍ層に重ねてｍ＋１層を巻き戻す巻線を１セットとして、各ティースを渡りながら前記巻線領域に１セットずつ巻線を巻回してゆき、
前記境界面を超えるかあるいは前記第２巻線との距離が前記最小絶縁距離に達すると、その位置を折返し位置としてｎ＋１層を巻き戻すように巻回されている
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
【請求項３】
前記第１巻線のｎ層で前記境界面を超えるかあるいは前記第２巻線との距離が前記最小絶縁距離に達すると、その位置を折返し位置としてｎ＋１層を根元部まで巻き戻し
前記第２ティースに渡り、前記第２巻線のｎ層で前記境界面を超えるかあるいは前記第１巻線との距離が前記最小絶縁距離に達すると、その位置を折返し位置として巻き戻し、これを１セット以上繰り返し、
前記第１ティースに渡り、最終層にて第２巻線と巻数が合うように巻数を調整して巻回されている
ことを特徴とする請求項２に記載の回転電機の固定子。
【請求項４】
回転軸芯に向けて放射方向に同一形状の複数のティースが根元側端部をコアバックにリング状に連結され、隣接する前記ティース間にスロットが形成され、前記ティースの先端部両側に鍔部が突出して形成され、隣接する前記鍔部間にスロット入口が形成され、各ティースの周囲に巻線領域が形成され、各巻線領域に同一形状のインシュレータを介して、巻線が巻回された回転電機の固定子において、
１つおきに設けられた第１ティースに第１巻線が巻回され、前記第１ティースに挟まれた第２ティースに第２巻線が巻回され、
前記スロット内の空間を放射方向に断面テーパ状に２分割する面が境界面とされ、
前記第１巻線と前記第２巻線が最も接近できる距離が最小絶縁距離とされ、
前記断面テーパ状の幅の広い前記ティースの根元部側から幅の狭い前記鍔部方向にｍ層を巻き進め所定の位置にて折返し前記ｍ層に重ねてｍ＋１層を巻き戻す巻線を１セットとして、各ティースを渡りながら前記巻線領域に１セットずつ巻線を巻回してゆき、
前記第１巻線のｎ層で前記境界面を超えるかあるいは前記第２巻線との距離が前記最小絶縁距離に達すると、その位置を折返し位置としてｎ＋１層を根元部まで巻き戻し
前記第２ティースに渡り、前記第２巻線のｎ層で前記境界面を超えるかあるいは前記第１巻線との距離が前記最小絶縁距離に達すると、その位置を折返し位置として巻き戻し、これを１セット以上繰り返し、
前記第１ティースに渡り、最終層にて第２巻線と巻数が合うように巻数を調整して巻回されている
ことを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項５】
前記折返し位置にて折り返される巻線は、全て前記ティースの根元部まで巻き戻されている
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項６】
前記第１巻線と前記第２巻線の電気的接続をする渡り線は、巻線がそのまま用いられている
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項７】
回転軸芯に向けて放射方向に同一形状の複数のティースが根元側端部をコアバックにリング状に連結され、隣接する前記ティース間にスロットが形成され、前記ティースの先端部両側に鍔部が突出して形成され、隣接する前記鍔部間にスロット入口が形成され、各ティースの周囲に巻線領域が形成され、各巻線領域に同一形状のインシュレータを介して、巻線が巻回された回転電機の固定子の巻線方法において、
１つおきに設けられた第１ティースに第１巻線を巻回し、前記第１ティースに挟まれた第２ティースに第２巻線を巻回し、
前記スロット内の空間を放射方向に断面テーパ状に２分割する面を境界面とし、
前記第１巻線と前記第２巻線が最も接近できる距離を最小絶縁距離とし、
前記断面テーパ状の幅の広い前記ティースの根元部側から幅の狭い前記鍔部方向にｍ層を巻き進め所定の位置にて折返し前記ｍ層に重ねてｍ＋１層を巻き戻す巻線を１セットとして、各ティースを渡りながら前記巻線領域に１セットずつ巻線を巻回してゆき、
前記第１巻線のｎ層で前記境界面を超えるかあるいは前記第２巻線との距離が前記最小絶縁距離に達すると、その位置を折返し位置としてｎ＋１層を根元部まで巻き戻し
前記第２ティースに渡り、前記第２巻線のｎ層で前記境界面を超えるかあるいは前記第１巻線との距離が前記最小絶縁距離に達すると、その位置を折返し位置として巻き戻し、これを１セット以上繰り返し、
前記第１ティースに渡り、最終層にて第２巻線と巻数が合うように巻数を調整して巻回する
ことを特徴とする回転電機の固定子の巻線方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機や発電機などの回転電機の固定子及びその巻線方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動機や発電機などの回転電機の固定子において、占積率（巻線密度）の向上や装置の小型化を目的として隣接するティースで異なる巻線配列とするものが、いくつか考案されている。例えば、特許文献１及び３では、ティースと巻線間に配置されるインシュレータに凹凸やテーパを設け、隣接するインシュレータを異なる形状とすることで、隣接するティースで異なる巻線配列としている。また、特許文献２では、特殊仕様の巻線機を使用することにより、隣接するティースで異なる巻線配列としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９６１４６号公報
【特許文献２】特許第４４５６８８６号公報
【特許文献３】特開２００４−１０４８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の方法では、インシュレータが特殊形状であるため、部品コストが高く、ひいては製品コストが高くなるので課題とされていた。【０００５】
また、特許文献２の方法では、特殊な巻線機が必要であり、汎用巻線機で対応することができないので、部品及び製品コストが高くなるとともに、生産できる機種も制約されるという課題があった。【０００６】
さらに、特許文献３の方法では、特許文献１と同様にインシュレータの部品コストが高くなるとともに、インシュレータがテーパ形状のため、装置外形寸法が大きくなるという課題もあった。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、特殊形状のインシュレータとすることなく、また特殊仕様の巻線機を使用することなく、隣接するティースで異なる巻線配列とすることができ、占積率（巻線密度）の向上や装置の小型化を図ることのできる回転電機の固定子及びその巻線方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の回転電機の固定子は、回転軸芯に向けて放射方向に同一形状の複数のティースが根元側端部をコアバックにリング状に連結され、隣接するティース間にスロットが形成され、ティースの先端部両側に鍔部が突出して形成され、隣接する鍔部間にスロット入口が形成され、各ティースの周囲に巻線領域が形成され、各巻線領域に同一形状のインシュレータを介して、巻線が巻回された回転電機の固定子において、１つおきに設けられた第１ティースに第１巻線が巻回され、第１ティースに挟まれた第２ティースに第２巻線が巻回され、第１巻線と第２巻線とは、対向部の断面形状において、第１巻線の凸部が第２巻線の凹部に対応するように、また第１巻線の凹部が第２巻線の凸部に対応するように、互いに異なる形状に巻回されていることを特徴とする。【０００９】
また、本発明の回転電機の固定子は、回転軸芯に向けて放射方向に同一形状の複数のティースが根元側端部をコアバックにリング状に連結され、隣接するティース間にスロットが形成され、ティースの先端部両側に鍔部が突出して形成され、隣接する鍔部間にスロット入口が形成され、各ティースの周囲に巻線領域が形成され、各巻線領域に同一形状のインシュレータを介して、巻線が巻回された回転電機の固定子において、１つおきに設けられた第１ティースに第１巻線が巻回され、第１ティースに挟まれた第２ティースに第２巻線が巻回され、スロット内の空間を放射方向に断面テーパ状に２分割する面が境界面とされ、第１巻線と第２巻線が最も接近できる距離が最小絶縁距離とされ、断面テーパ状の幅の広いティースの根元部側から幅の狭い鍔部方向にｍ層を巻き進め所定の位置にて折返しｍ層に重ねてｍ＋１層を巻き戻す巻線を１セットとして、各ティースを渡りながら巻線領域に１セットずつ巻線を巻回してゆき、第１巻線のｎ層で境界面を超えるかあるいは第２巻線との距離が最小絶縁距離に達すると、その位置を折返し位置としてｎ＋１層を根元部まで巻き戻し第２ティースに渡り、第２巻線のｎ層で境界面を超えるかあるいは第１巻線との距離が最小絶縁距離に達すると、その位置を折返し位置として巻き戻し、これを１セット以上繰り返し、第１ティースに渡り、最終層にて第２巻線と巻数が合うように巻数を調整して巻回されていることを特徴とする。【００１０】
また、本発明の回転電機の固定子の巻線方法は、回転軸芯に向けて放射方向に同一形状の複数のティースが根元側端部をコアバックにリング状に連結され、隣接するティース間にスロットが形成され、ティースの先端部両側に鍔部が突出して形成され、隣接する鍔部間にスロット入口が形成され、各ティースの周囲に巻線領域が形成され、各巻線領域に同一形状のインシュレータを介して、巻線が巻回された回転電機の固定子の巻線方法において、１つおきに設けられた第１ティースに第１巻線を巻回し、第１ティースに挟まれた第２ティースに第２巻線を巻回し、スロット内の空間を放射方向に断面テーパ状に２分割する面を境界面とし、第１巻線と第２巻線が最も接近できる距離を最小絶縁距離とし、断面テーパ状の幅の広いティースの根元部側から幅の狭い鍔部方向にｍ層を巻き進め所定の位置にて折返しｍ層に重ねてｍ＋１層を巻き戻す巻線を１セットとして、各ティースを渡りながら巻線領域に１セットずつ巻線を巻回してゆき、第１巻線のｎ層で境界面を超えるかあるいは第２巻線との距離が最小絶縁距離に達すると、その位置を折返し位置としてｎ＋１層を根元部まで巻き戻し第２ティースに渡り、第２巻線のｎ層で境界面を超えるかあるいは第１巻線との距離が最小絶縁距離に達すると、その位置を折返し位置として巻き戻し、これを１セット以上繰り返し、第１ティースに渡り、最終層にて第２巻線と巻数が合うように巻数を調整して巻回することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、１つおきに設けられた第１ティースに第１巻線を巻回し、第１ティースに挟まれた第２ティースに第２巻線を巻回し、第１巻線と第２巻線とは、対向部の断面形状において、第１巻線の凸部が第２巻線の凹部に対応するように、また第１巻線の凹部が第２巻線の凸部に対応するように、互いに異なる形状に巻回されているので、占積率（巻線密度）の向上や装置の小型化を図ることができるという効果を奏する。【００１２】
本発明によれば、１つおきに設けられた第１ティースに第１巻線を巻回し、第１ティースに挟まれた第２ティースに第２巻線を巻回し、スロット内の空間を放射方向に断面テーパ状に２分割する面を境界面とし、第１巻線と第２巻線が最も接近できる距離を最小絶縁距離とし、断面テーパ状の幅の広いティースの根元部側から幅の狭い鍔部方向にｍ層を巻き進め所定の位置にて折返しｍ層に重ねてｍ＋１層を巻き戻す巻線を１セットとして、各ティースを渡りながら巻線領域に１セットずつ巻線を巻回してゆき、境界面を超えるかあるいは最小絶縁距離に達すると、その位置を折返し位置として巻き戻すという簡単な手順により、第１巻線と第２巻線とが、対向部の断面形状において、第１巻線の凸部が第２巻線の凹部に対応するように、また第１巻線の凹部が第２巻線の凸部に対応するように、互いに異なる形状に巻回することができ、特殊形状のインシュレータとすることなくまた特殊仕様の巻線機を使用することなく隣接するティースで異なる巻線配列とすることができ、占積率（巻線密度）の向上や装置の小型化を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、回転電機の固定子を一部（ティース４個分）示す断面図である。
【図２】図２は、図１のＣ部分の拡大断面図であり、スロット１個分に巻装された巻線配列の様子を示す図である。
【図３】図３は、図２の１スロット分の巻線配列の巻線交錯部の巻線部を断面とする側面図である。
【図４】図４は、ティースに巻装された１層目と１層目の巻線配列を示す、ティース１個分の側面図である。
【図５】図５は、１層目から最終層まで巻線が重ねられてゆく工程を順を追って示す工程図である。
【図６】図６は、図５に示す各工程にて巻回される巻線を色分けして示す巻線配列の断面図である。
【図７】図７は、比較のために示す、図２に相当する、従来のスロット１個分に巻装された巻線配列の様子を示す図である。
【図８】図８は、比較のために示す、図３に相当する、従来の１スロット分の巻線配列の巻線交錯部の巻線部を断面とする側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明にかかる回転電機の固定子の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
実施の形態
図１は、回転電機の固定子を一部（ティース４個分）示す断面図である。図２は、図１のＣ部分の拡大断面図であり、スロット１個分に巻装された巻線配列の様子を示す図である。図３は、図２の１スロット分の巻線配列の巻線交錯部の巻線部を断面とする側面図である。図４は、ティースに巻装された１層目と１層目の巻線配列を示す、ティース１個分の側面図である。なお、図１は、ティース４個分の固定子を示すが、全体では１２個のティースを有している。
【００１６】
固定子５０は、回転軸芯に向けて放射方向に複数のティース１０を有している。複数のティース１０は、根元側端部をコアバック１３にリング状に連結されている。隣接するティース１０間にスロット１５が形成されている。ティース１０の先端部両側に鍔部１１が突出して形成されている。隣接する鍔部１１，１１間にスロット入口が形成されている。スロット１５の内部の内の空間は、放射方向に延びる境界面１６にてテーパ形状に仮想的に２分割されている。そして、境界面１６にて２分割されたスロット１５の内部の空間を含んで、各ティース１０の周囲に巻線２０が巻回される巻線領域が形成されている。各ティース１０の巻線領域にインシュレータ１２を介して巻線２０が巻回されている。
【００１７】
１つおきに設けられた第１ティース１０（１０Ａ）に第１巻線２０（２０Ａ）が巻回され、第１ティース１０Ａに挟まれた第２ティース１０（１０Ｂ）に第２巻線２０（２０Ｂ）が巻回されている。第１巻線２０Ａと第２巻線２０Ｂが最も接近できる距離が最小絶縁距離Ｄである。つまり、第１巻線２０Ａと第２巻線２０Ｂとは、最も近づいた箇所でも最小絶縁距離Ｄだけ離れている。
【００１８】
図７は、比較のために示す図２に相当の従来のスロット１個分に巻装された巻線配列の様子を示す図である。図８は、比較のために示す図３に相当の従来の１スロット分の巻線配列の巻線交錯部の巻線部を断面とする側面図である。従来の巻線１２０は、隣接するティース１０が同じ巻線配列にて巻回されていた。そのため、相互の巻線１２０の凸部と凸部とが向かい合う位置となり、また、凹部と凹部とが向かい合う位置となり、凹部と凹部との間に無駄な空間が形成されていた。
【００１９】
本実施の形態の固定子５０によれば、上記のように対向部の断面形状において、第１巻線２０Ａの凸部が第２巻線２０Ｂの凹部に対応するように、また第１巻線２０Ａの凹部が第２巻線２０Ｂの凸部に対応するように、互いに異なる形状に巻回されている。そして、互いの凹凸は、所定の間隔を保ちながら互いに噛み合うように配置されている。すなわち、本実施の形態の巻線配列方法を適用することで、図２のように隣接する巻線２０，２０で所定の間隔を保ちながら互いに噛み合うような異なる巻線配列となり、従来の巻線配列（図７）と比較し巻線占積率、電動機効率の向上、および必要絶縁距離の確保が可能となる。また、図３のように従来の巻線配列（図８）よりも巻層数を電動機軸方向へ減少でき、電動機軸方向の寸法を短縮することが出来る。
【００２０】
隣接するティースで異なる巻線配列とする場合、従来は巻線する対象（インシュレータなど）を特殊形状にしたり、特殊巻線機の対応が必要であったりしたため、多品種生産の困難や高コストが課題であった。本実施の形態では、汎用品で対応が可能となるため、多品種生産が容易で低コスト化を図ることができる。
【００２１】
また、本実施の形態の巻線配列方法を適用することで、巻終位置は必ずコアバック１３側となるため、結線や、隣接するティース１０，１０間への渡り処理の容易化が可能で、連続巻線処理により巻線時間の短縮（コスト低減）を実現することが出来る。
【００２２】
さらにまた、本実施の形態の巻線配列方法を適用することで巻線整列性が向上する。図４（ａ）は、ティースに巻装された１層目の巻線配列を示す、図４（ｂ）は、ティースに巻装された１層目と２層目の巻線配列を示す、図４に示すように、ティース１０の短辺部で巻線が交錯することとなり、巻き重ねる巻線が必ず接触し巻線整列性が向上する。
【００２３】
次に、図５と図６により本実施の形態の固定子５０の手順を説明する。図５においては、１層目から最終層まで巻線が重ねられてゆく工程を順を追って示す。図６においては、各工程にて巻回される巻線をハッチングの模様を変えて示している。図６中のかっこ付きの数字は層の列番号である。
【００２４】
上記のように構成された固定子５０は、以下のようにして第１ティース１０Ａと第２ティース１０Ｂに第１巻線２０Ａと第２巻線２０Ｂとを巻回される。前提として、ティース１０の根元部（コアバック１３側）側から鍔部１１方向にｍ番目のｍ層を巻き進め所定の位置を折返し位置として折返し、ｍ層の上にｍ＋１層を巻き戻す１往復の巻線を１セットとする。
【００２５】
（１）まず、第１ティース１０Ａに、図５の（ａ）のように矢印Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の順で１セットが巻回される。鍔部に至った巻線Ｕを折返し位置として巻き戻され、図６に示す１層目と２層目が巻回される。
【００２６】
（２）次に、同じようにして、第２ティース１０Ｂに、図５の（ｂ）のように矢印Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の順で１セット（図６に示す１層目と２層目）が巻回される。
【００２７】
上記（２）（１）を繰り返して巻き進める。すなわち、各ティース１０を渡りながら、各ティース１０に１層目と２層目が、巻き終わると、引き続き各ティース１０に１セット（３層目と４層目）を巻回する。このようにして、第１ティース１０Ａから各ティースを渡りながら各巻線領域に１セットずつ巻線を巻回してゆく。なお、第１巻線２０Ａと第２巻線Ｂの電気的な接続をする渡り線は、巻線をそのまま引き出されて渡り線とする。
【００２８】
（３）上記のように、巻線を巻き重ねてゆき、第１巻線２０Ａの５層を図５の（ｃ）の矢印Ｇ１のように巻き進める際、次の６層の巻線が境界面１６を達するものであれば、その位置を折返し位置（巻線Ｕの位置）として、矢印Ｇ２、Ｇ３のように６層を根元部まで巻き戻す。なお、巻線領域の深さと巻線の直径とからどの巻線が折り返し位置となるか、設計の段階でわかるので、この位置を巻線機にセットしておく。このようにして、第１ティース１０Ａに、図６に示す５層目、６層目が巻回される。
【００２９】
なお、上記（３）の工程においては、折返し位置の巻線Ｕは、境界面１６を達するとともに、第２巻線２０Ｂとの距離が最小絶縁距離Ｄの位置となるが、いずれか一方の条件でも折り返すようにする。
【００３０】
（４）第２ティース１０Ｂに渡り、境界面１６に達するか第１巻線２０Ａとの距離が最小絶縁距離となるかを考慮しながら、第１巻線２０Ａの５層目、６層目と概略同じ巻き数ｔなるように１セット以上を巻回する。具体的には、図５の（ｄ）のように矢印Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、の順で２セットを巻回する。これにより、第２巻線２０Ｂに図６に示す５層目〜８層目が巻回される。そして、必要に応じて上記（３）（４）を繰り返す。
【００３１】
（５）最後に、第１ティース１０Ａにおいて、最終層にて第１巻線２０Ａと第２巻線２０Ｂと巻数が合うように巻数を調整して巻線を巻回する。具体的には、図５の（ｅ）のように矢印Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３の順での順で１セット（図６に示す７層目、８層目）が巻回されて巻線が完了する。
【００３２】
上記のように、巻線は、境界面１６に達するか第１巻線２０Ａとの距離が最小絶縁距離となるかを考慮しながら、第１巻線２０Ａと第２巻線２０Ｂと巻数が合うように巻数を調整して巻回されるが、巻き戻す層の巻線の巻き数は前層の巻数と同数もしくは±１巻きとする。
（例）１層目の巻数＝２巻目の巻数
（例）５層目の巻数＝６層目の巻数＋１巻き
【００３３】
以上のように、本実施の形態の固定子５０によれば、１つおきに設けられた第１ティース１０Ａに第１巻線２０Ａが巻回され、第１ティース１０Ａに挟まれた第２ティース１０Ｂに第２巻線２０Ｂが巻回されている。そして、スロット１５内の空間を放射方向に断面テーパ状に２分割する面が境界面１６とされ、第１巻線２０Ａと第２巻線２０Ｂが最も接近できる距離が最小絶縁距離Ｄとされ、断面テーパ状の幅の広いティースの根元部側から幅の狭い鍔部１１方向にｍ層を巻き進め所定の位置にて折返しｍ層に重ねてｍ＋１層を巻き戻す巻線を１セットとして、各ティースを渡りながら巻線領域に１セットずつ巻線を巻回してゆく。
【００３４】
そして、第１巻線２０Ａのｎ層で境界面１６を超えるかあるいは第２巻線２０Ｂとの距離が最小絶縁距離Ｄに達すると、その位置を折返し位置としてｎ＋１層を根元部まで巻き戻し第２ティース１０Ｂに渡り、第２巻線２０Ｂのｎ層で境界面１６を超えるかあるいは第１巻線２０Ａとの距離が最小絶縁距離に達すると、その位置を折返し位置として巻き戻し、これを１セット以上繰り返し、第１ティース１０Ａに渡り、最終層にて第２巻線２０Ｂと巻数が合うように巻数を調整して巻回する。
【００３５】
そのため、境界面１６を超えるかあるいは最小絶縁距離Ｄに達すると、その位置を折返し位置として巻き戻すという簡単な手順により、第１巻線２０Ａと第２巻線２０Ｂとが、対向部の断面形状において、第１巻線２０Ａの凸部が第２巻線２０Ｂの凹部に対応するように、また第１巻線２０Ａの凹部が第２巻線２０Ｂの凸部に対応するように、互いに異なる形状に巻回することができ、特殊形状のインシュレータとすることなくまた特殊仕様の巻線機を使用することなく隣接するティース１０で異なる巻線配列とすることができ、占積率（巻線密度）の向上や装置の小型化を図ることができる。
【００３６】
なお、巻線をどこまで巻き戻すかについては、本実施の形態のように、全てティース１０の根元部（コアバック１３側）までとすることが理想であるが、完全に根元部に至らずとも、根元部近傍まで巻き戻すことで、概略同様な効果を得ることができる。
【００３７】
なお、本実施の形態において、第１ティース１０Ａに第２巻線２０Ｂを巻回し、第２ティース１０Ｂに第１巻線２０Ａを巻回するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本発明にかかる回転電機の固定子及びその巻線方法は、例えば、自動車等に搭載される交流発電機や始動電動機などの回転電機に適している。
【符号の説明】
【００３９】
１０  ティース
１０Ａ  第１ティース
１０Ｂ  第２ティース
１１  鍔部
１２  インシュレータ
１３  コアバック
１５  スロット
１６  境界面
２０  巻線
２０Ａ  第１巻線
２０Ｂ  第２巻線
Ｄ  最小絶縁距離
【図１】
2012111076.tif 000003
【図２】
2012111076.tif 000004
【図３】
2012111076.tif 000005
【図４】
2012111076.tif 000006
【図５】
2012111076.tif 000007
【図６】
2012111076.tif 000008
【図７】
2012111076.tif 000009
【図８】
2012111076.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成24年3月15日(2012.3.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸芯に向けて放射方向に同一形状の複数のティースが根元側端部をコアバックにリング状に連結され、隣接する前記ティース間にスロットが形成され、前記ティースの先端部両側に鍔部が突出して形成され、隣接する前記鍔部間にスロット入口が形成され、各ティースの周囲に巻線領域が形成され、各巻線領域に同一形状のインシュレータを介して、巻線が巻回された回転電機の固定子において、
１つおきに設けられた第１ティースに第１巻線が巻回され、前記第１ティースに挟まれた第２ティースに第２巻線が巻回され、
前記第１巻線と前記第２巻線とは、対向部の断面形状において、前記第１巻線の凸部が前記第２巻線の凹部に対応するように、また前記第１巻線の凹部が前記第２巻線の凸部に対応するように、さらに前記第１巻線と前記第２巻線との最も接近できる距離が最小絶縁距離となるように、互いに異なる形状に巻回されており、
前記第１巻線の層数と前記第２巻線の層数とが同じであり、
前記第１巻線の断面形状及び前記第２巻線の断面形状は、いずれも、ティースの根元部に最も近い側が最も層数の多い階段状になっており、
前記第１巻線が、第１段差部、及び第２段差部を有し、前記第２巻線が、第３段差部、第４段差部、及び第５段差部を有し、
前記第１段差部が境界面近傍で前記第３段差部及び前記第４段差部の間に位置し、前記第４段差部及び前記第５段差部が前記境界面近傍で前記第１段差部及び前記第２段差部の間に位置し、
前記第１段差部が前記境界面を超え前記第２段差部が前記境界面を超えず、前記第３段差部及び前記第４段差部が前記境界面を超えずに前記第５段差部が前記境界面を超える
ことを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
前記第１巻線と前記第２巻線とは、対向部の断面形状において、前記第１巻線の凸部の数と前記第２巻線の凸部の数とが異なる
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
【請求項９】
前記スロット内の空間を放射方向に断面テーパ状に２分割する面が境界面とされ、
前記第１巻線の複数の凸部と前記第２巻線の複数の凸部とは、前記境界面に沿って配列されており、前記境界面に沿った方向の間隔が互いに異なる
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
【請求項１０】
前記スロット内の空間を放射方向に断面テーパ状に２分割する面が境界面とされ、
前記第１巻線と前記第２巻線が最も接近できる距離が最小絶縁距離とされ、
前記断面テーパ状の幅の広い前記ティースの根元部側から幅の狭い前記鍔部方向にｍ層を巻き進め所定の位置にて折返し前記ｍ層に重ねてｍ＋１層を巻き戻す巻線を１セットとして、各ティースを渡りながら前記巻線領域に１セットずつ巻線を巻回してゆき、
前記第１巻線のｎ層で前記境界面を超えるかあるいは前記第２巻線との距離が前記最小絶縁距離に達すると、その位置を折返し位置としてｎ＋１層を巻き戻すように巻回されている
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
【請求項１１】
前記第１巻線のｎ層で前記境界面を超えるかあるいは前記第２巻線との距離が前記最小絶縁距離に達すると、その位置を折返し位置としてｎ＋１層を根元部まで巻き戻し
前記第２ティースに渡り、前記第２巻線のｎ層で前記境界面を超えるかあるいは前記第１巻線との距離が前記最小絶縁距離に達すると、その位置を折返し位置として巻き戻し、これを１セット以上繰り返し、
前記第１ティースに渡り、最終層にて第２巻線と巻数が合うように巻数を調整して巻回されている
ことを特徴とする請求項１０に記載の回転電機の固定子。
【請求項１２】
回転軸芯に向けて放射方向に同一形状の複数のティースが根元側端部をコアバックにリング状に連結され、隣接する前記ティース間にスロットが形成され、前記ティースの先端部両側に鍔部が突出して形成され、隣接する前記鍔部間にスロット入口が形成され、各ティースの周囲に巻線領域が形成され、各巻線領域に同一形状のインシュレータを介して、巻線が巻回された回転電機の固定子において、
１つおきに設けられた第１ティースに第１巻線が巻回され、前記第１ティースに挟まれた第２ティースに第２巻線が巻回され、
前記スロット内の空間を放射方向に断面テーパ状に２分割する面が境界面とされ、
前記第１巻線と前記第２巻線が最も接近できる距離が最小絶縁距離とされ、
前記断面テーパ状の幅の広い前記ティースの根元部側から幅の狭い前記鍔部方向にｍ層を巻き進め所定の位置にて折返し前記ｍ層に重ねてｍ＋１層を巻き戻す巻線を１セットとして、各ティースを渡りながら前記巻線領域に１セットずつ巻線を巻回してゆき、
前記第１巻線のｎ層で前記境界面を超えるかあるいは前記第２巻線との距離が前記最小絶縁距離に達すると、その位置を折返し位置としてｎ＋１層を根元部まで巻き戻し
前記第２ティースに渡り、前記第２巻線のｎ層で前記境界面を超えるかあるいは前記第１巻線との距離が前記最小絶縁距離に達すると、その位置を折返し位置として巻き戻し、これを１セット以上繰り返し、
前記第１ティースに渡り、最終層にて第２巻線と巻数が合うように巻数を調整して巻回されており、
前記第１巻線の層数と前記第２巻線の層数とが同じであり、
前記第１巻線の断面形状及び前記第２巻線の断面形状は、いずれも、ティースの根元部に最も近い側が最も層数の多い階段状になっており、
前記第１巻線が、第１段差部、及び第２段差部を有し、前記第２巻線が、第３段差部、第４段差部、及び第５段差部を有し、
前記第１段差部が前記境界面近傍で前記第３段差部及び前記第４段差部の間に位置し、前記第４段差部及び前記第５段差部が前記境界面近傍で前記第１段差部及び前記第２段差部の間に位置し、
前記第１段差部が前記境界面を超え前記第２段差部が前記境界面を超えず、前記第３段差部及び前記第４段差部が前記境界面を超えずに前記第５段差部が前記境界面を超える
ことを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項１３】
前記折返し位置にて折り返される巻線は、全て前記ティースの根元部まで巻き戻されている
ことを特徴とする請求項１及び１０から１２のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項１４】
前記第１巻線と前記第２巻線の電気的接続をする渡り線は、巻線がそのまま用いられている
ことを特徴とする請求項１及び１０から１３のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項１５】
回転軸芯に向けて放射方向に同一形状の複数のティースが根元側端部をコアバックにリング状に連結され、隣接する前記ティース間にスロットが形成され、前記ティースの先端部両側に鍔部が突出して形成され、隣接する前記鍔部間にスロット入口が形成され、各ティースの周囲に巻線領域が形成され、各巻線領域に同一形状のインシュレータを介して、巻線が巻回された回転電機の固定子の巻線方法において、
１つおきに設けられた第１ティースに第１巻線を巻回し、前記第１ティースに挟まれた第２ティースに第２巻線を巻回し、
前記スロット内の空間を放射方向に断面テーパ状に２分割する面を境界面とし、
前記第１巻線と前記第２巻線が最も接近できる距離を最小絶縁距離とし、
前記断面テーパ状の幅の広い前記ティースの根元部側から幅の狭い前記鍔部方向にｍ層を巻き進め所定の位置にて折返し前記ｍ層に重ねてｍ＋１層を巻き戻す巻線を１セットとして、各ティースを渡りながら前記巻線領域に１セットずつ巻線を巻回してゆき、
前記第１巻線のｎ層で前記境界面を超えるかあるいは前記第２巻線との距離が前記最小絶縁距離に達すると、その位置を折返し位置としてｎ＋１層を根元部まで巻き戻し
前記第２ティースに渡り、前記第２巻線のｎ層で前記境界面を超えるかあるいは前記第１巻線との距離が前記最小絶縁距離に達すると、その位置を折返し位置として巻き戻し、これを１セット以上繰り返し、
前記第１ティースに渡り、最終層にて第２巻線と巻数が合うように巻数を調整して巻回する
ことを特徴とする回転電機の固定子の巻線方法。
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月21日(2014.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸芯に向けて放射方向に同一形状の複数のティースが根元側端部をコアバックにリング状に連結され、隣接する前記ティース間にスロットが形成され、前記ティースの先端部両側に鍔部が突出して形成され、隣接する前記鍔部間にスロット入口が形成され、各ティースの周囲に巻線領域が形成され、各巻線領域に同一形状のインシュレータを介して、巻線が巻回された回転電機の固定子において、
前記スロット内の空間を放射方向に断面テーパ状に２分割する面が境界面とされ、
１つおきに設けられた第１ティースに第１巻線が巻回され、前記第１ティースに挟まれた第２ティースに第２巻線が巻回され、
前記第１巻線と前記第２巻線とは、対向部の断面形状において、前記第１巻線の凸部が前記第２巻線の凹部に対応するように、また前記第１巻線の凹部が前記第２巻線の凸部に対応するように、互いに異なる形状に巻回されており、
前記第１巻線と前記第２巻線において前記境界面を超えた箇所のうち最も前記鍔部側にある箇所が前記第１巻線と前記第２巻線とが最も接近した箇所である
ことを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
回転軸芯に向けて放射方向に同一形状の複数のティースが根元側端部をコアバックにリング状に連結され、隣接する前記ティース間にスロットが形成され、前記ティースの先端部両側に鍔部が突出して形成され、隣接する前記鍔部間にスロット入口が形成され、各ティースの周囲に巻線領域が形成され、各巻線領域に同一形状のインシュレータを介して、巻線が巻回された回転電機の固定子において、
前記スロット内の空間を放射方向に断面テーパ状に２分割する面が境界面とされ、
１つおきに設けられた第１ティースに第１巻線が巻回され、前記第１ティースに挟まれた第２ティースに第２巻線が巻回され、
前記第１巻線と前記第２巻線とは、対向部の断面形状において、前記第１巻線の凸部が前記第２巻線の凹部に対応するように、また前記第１巻線の凹部が前記第２巻線の凸部に対応するように、互いに異なる形状に巻回されており、
前記第１巻線と前記第２巻線が最も接近した箇所は前記放射方向の前記鍔部側にある
ことを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項３】
回転軸芯に向けて放射方向に同一形状の複数のティースが根元側端部をコアバックにリング状に連結され、隣接する前記ティース間にスロットが形成され、前記ティースの先端部両側に鍔部が突出して形成され、隣接する前記鍔部間にスロット入口が形成され、各ティースの周囲に巻線領域が形成され、各巻線領域にインシュレータを介して、巻線が巻回された回転電機の固定子において、
前記スロット内の空間を放射方向に断面テーパ状に２分割する面が境界面とされ、
１つおきに設けられた第１ティースに第１巻線が巻回され、前記第１ティースに挟まれた第２ティースに第２巻線が巻回され、
前記第１巻線および前記第２巻線の少なくとも一方は、対向部の断面形状において、前記境界面を超えるように巻回されており、
前記第１巻線と前記第２巻線において前記境界面を超えた箇所のうち最も前記鍔部側にある箇所が前記第１巻線と第２巻線とが最も接近した箇所である
ことを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項４】
回転軸芯に向けて放射方向に同一形状の複数のティースが根元側端部をコアバックにリング状に連結され、隣接する前記ティース間にスロットが形成され、前記ティースの先端部両側に鍔部が突出して形成され、隣接する前記鍔部間にスロット入口が形成され、各ティースの周囲に巻線領域が形成され、各巻線領域にインシュレータを介して、巻線が巻回された回転電機の固定子において、
前記スロット内の空間を放射方向に断面テーパ状に２分割する面が境界面とされ、
１つおきに設けられた第１ティースに第１巻線が巻回され、前記第１ティースに挟まれた第２ティースに第２巻線が巻回され、
前記第１巻線および前記第２巻線の少なくとも一方は、対向部の断面形状において、前記境界面を超えるように巻回されており、
前記第１巻線と前記第２巻線が最も接近した箇所は前記放射方向の前記鍔部側にある
ことを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項５】
前記第１巻線と前記第２巻線は前記鍔部側から前記コアバック側に向け層数が増加している
ことを特徴とする請求項３または４に記載の回転電機の固定子。
【請求項６】
前記第１巻線と前記第２巻線のうち各々のティースの鍔部に最も近い側の巻線は前記境界面を超えない
ことを特徴とする請求項３から５のいずれか１つに記載の回転電機の固定子。
【請求項７】
回転軸芯に向けて放射方向に同一形状の複数のティースが根元側端部をコアバックにリング状に連結され、隣接する前記ティース間にスロットが形成され、前記ティースの先端部両側に鍔部が突出して形成され、隣接する前記鍔部間にスロット入口が形成され、各ティースの周囲に巻線領域が形成され、各巻線領域に同一形状のインシュレータを介して、巻線が巻回された回転電機の固定子において、
前記スロット内の空間を放射方向に断面テーパ状に２分割する面が境界面とされ、
１つおきに設けられた第１ティースに第１巻線が巻回され、前記第１ティースに挟まれた第２ティースに第２巻線が巻回され、
前記第１巻線と前記第２巻線とは、対向部の断面形状において、前記第１巻線の凸部が前記第２巻線の凹部に対応するように、また前記第１巻線の凹部が前記第２巻線の凸部に対応するように、さらに前記第１巻線と前記第２巻線との最も接近できる距離が最小絶縁距離となるように、互いに異なる形状に巻回されており、
前記第１巻線の層数と前記第２巻線の層数とが同じであり、
前記第１巻線の断面形状及び前記第２巻線の断面形状は、いずれも、ティースの根元部に最も近い側が最も層数の多い階段状になっており、
前記第１巻線の凸部は、前記鍔部側から順に、第１凸部、及び第２凸部を有して構成され、
前記第２巻線は、前記鍔部側から順に、第３凸部、第４凸部、及び第５凸部を有して構成され、
前記第１凸部の頂部が、前記境界面近傍で前記第３凸部の頂部と前記第４凸部の頂部との間に位置し、
前記第４凸部の頂部及び前記第５凸部の頂部が、前記境界面近傍で前記第１凸部の頂部と前記第２凸部の頂部との間に位置し、
前記第１凸部の頂部は、前記境界面よりも前記第２巻線側に位置し、
前記第２凸部の頂部は、前記境界面よりも前記第１巻線側に位置し、
前記第３凸部の頂部及び前記第４凸部の頂部は、前記境界面よりも前記第２巻線側に位置し、
前記第５凸部の頂部は、前記境界面よりも前記第１巻線側に位置し、
前記第１凸部の頂部が、前記第１巻線と前記第２巻線とが最も接近した箇所となる
ことを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項８】
前記第１巻線と前記第２巻線とは、対向部の断面形状において、前記第１巻線の凸部の数と前記第２巻線の凸部の数とが異なる
ことを特徴とする請求項７に記載の回転電機の固定子。
【請求項９】
前記第１巻線の複数の凸部と前記第２巻線の複数の凸部とは、前記境界面に沿って配列されており、前記境界面に沿った方向の間隔が互いに異なる
ことを特徴とする請求項７に記載の回転電機の固定子。
【請求項１０】
前記第１巻線と前記第２巻線が最も接近できる距離が最小絶縁距離とされ、
前記第１巻線と前記第２巻線は、前記断面テーパ状の幅の広い前記ティースの根元部側から幅の狭い前記鍔部方向に巻き進めて、所定の位置にて折返して前記根元部方向に巻き戻す巻線を１セットとして、各ティースを渡りながら前記巻線領域に１セットずつ巻線を巻回してゆき、
前記第１巻線および前記第２巻線を折り返す位置は、前記鍔部に到達するか、前記境界面を超えるか、あるいは前記第２巻線との距離が前記最小絶縁距離に達する位置である
ことを特徴とする請求項７に記載の回転電機の固定子。
【請求項１１】
前記第１巻線の１セットが巻き終ると、前記第２ティースに渡って前記第２巻線が巻回され、
前記第２巻線の２セットが巻き終ると、前記第１ティースに渡って前記第２巻線が巻回され、
前記第１ティースの最終層にて第２巻線と巻数が合うように巻数を調整して巻回されている
ことを特徴とする請求項１０に記載の回転電機の固定子。
【請求項１２】
回転軸芯に向けて放射方向に同一形状の複数のティースが根元側端部をコアバックにリング状に連結され、隣接する前記ティース間にスロットが形成され、前記ティースの先端部両側に鍔部が突出して形成され、隣接する前記鍔部間にスロット入口が形成され、各ティースの周囲に巻線領域が形成され、各巻線領域に同一形状のインシュレータを介して、巻線が巻回された回転電機の固定子において、
１つおきに設けられた第１ティースに第１巻線が巻回され、前記第１ティースに挟まれた第２ティースに第２巻線が巻回され、
前記スロット内の空間を放射方向に断面テーパ状に２分割する面が境界面とされ、
前記第１巻線と前記第２巻線が最も接近できる距離が最小絶縁距離とされ、
前記第１巻線と前記第２巻線は、前記断面テーパ状の幅の広い前記ティースの根元部側から幅の狭い前記鍔部方向に巻き進めて、所定の位置にて折返して前記根元部方向に巻き戻す巻線を１セットとして、各ティースを渡りながら前記巻線領域に１セットずつ巻線を巻回してゆき、
前記第１巻線および前記第２巻線を折り返す位置は、前記鍔部に到達するか、前記境界面を超えるか、あるいは前記第２巻線との距離が前記最小絶縁距離に達する位置であり、
前記第１巻線の１セットが巻き終ると、前記第２ティースに渡って前記第２巻線が巻回され、
前記第２巻線の２セットが巻き終ると、前記第１ティースに渡って前記第２巻線が巻回され、
前記第１ティースの最終層にて第２巻線と巻数が合うように巻数を調整して巻回されており、
前記第１巻線の層数と前記第２巻線の層数とが同じであり、
前記第１巻線の断面形状及び前記第２巻線の断面形状は、いずれも、ティースの根元部に最も近い側が最も層数の多い階段状になっており、
前記第１巻線の凸部は、前記鍔部側から順に、第１凸部、及び第２凸部を有して構成され、
前記第２巻線は、前記鍔部側から順に、第３凸部、第４凸部、及び第５凸部を有して構成され、
前記第１凸部の頂部が、前記境界面近傍で前記第３凸部の頂部と前記第４凸部の頂部との間に位置し、
前記第４凸部の頂部及び前記第５凸部の頂部が、前記境界面近傍で前記第１凸部の頂部と前記第２凸部の頂部との間に位置し、
前記第１凸部の頂部は、前記境界面よりも前記第２巻線側に位置し、
前記第２凸部の頂部は、前記境界面よりも前記第１巻線側に位置し、
前記第３凸部の頂部及び前記第４凸部の頂部は、前記境界面よりも前記第２巻線側に位置し、
前記第５凸部の頂部は、前記境界面よりも前記第１巻線側に位置し、
前記第１凸部の頂部が、前記第１巻線と前記第２巻線とが最も接近した箇所となる
ことを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項１３】
前記折返し位置にて折り返される巻線は、全て前記ティースの根元部まで巻き戻されている
ことを特徴とする請求項１及び１０から１２のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項１４】
前記第１巻線と前記第２巻線の電気的接続をする渡り線は、巻線がそのまま用いられている
ことを特徴とする請求項１及び１０から１３のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項１５】
回転軸芯に向けて放射方向に同一形状の複数のティースが根元側端部をコアバックにリング状に連結され、隣接する前記ティース間にスロットが形成され、前記ティースの先端部両側に鍔部が突出して形成され、隣接する前記鍔部間にスロット入口が形成され、各ティースの周囲に巻線領域が形成され、各巻線領域に同一形状のインシュレータを介して、巻線が巻回された回転電機の固定子の巻線方法において、
１つおきに設けられた第１ティースに第１巻線を巻回し、前記第１ティースに挟まれた第２ティースに第２巻線を巻回し、
前記スロット内の空間を放射方向に断面テーパ状に２分割する面を境界面とし、
前記第１巻線と前記第２巻線が最も接近できる距離を最小絶縁距離とし、
前記第１巻線と前記第２巻線を、前記断面テーパ状の幅の広い前記ティースの根元部側から幅の狭い前記鍔部方向に巻き進めて、所定の位置にて折返して前記根元部方向に巻き戻す巻線を１セットとして、各ティースを渡りながら前記巻線領域に１セットずつ巻線を巻回してゆき、
前記第１巻線および前記第２巻線を折り返す位置は、前記鍔部に到達するか、前記境界面を超えるか、あるいは前記第２巻線との距離が前記最小絶縁距離に達する位置であり、
前記第１巻線の１セットが巻き終ると、前記第２ティースに渡って前記第２巻線を巻回し、
前記第２巻線の２セットが巻き終ると、前記第１ティースに渡って前記第２巻線を巻回し、
前記第１ティースの最終層にて第２巻線と巻数が合うように巻数を調整して巻回し、
前記第１巻線と前記第２巻線において前記境界面を超えた箇所のうち最も前記鍔部側にある箇所を前記第１巻線と第２巻線とが最も接近した箇所とする
ことを特徴とする回転電機の固定子の巻線方法。
【国際調査報告】
2012111076.tif 000011
2012111076.tif 000012
2012111076.tif 000013
2012111076.tif 000014