(57)【要約】【課題】この発明は、巻線体を径方向に２つの巻線ブロックに分けて、コイルエンドの小型化を図り、２つの巻線ブロックを一続きに構成して、絶縁破壊のリスクを低減し、生産性を高める電気機械の電機子およびその製造方法を得る。【解決手段】巻線体２１は、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂ、一対の第１斜辺部２２ｃおよび第１頂部２２ｄからなる第１巻線ブロック２２と、第３および第４直線部２３ａ，２３ｂ、一対の第２斜辺部２３ｃおよび第２頂部２３ｄからなる第２巻線ブロック２３と、第２および第３直線部２２ｂ，２３ａを連結する渡り線２４と、を備え、第１頂部２２ｄが、一方の第１斜辺部２２ｃの径方向の一側を向く面が他方の第１斜辺部２２ｃの径方向の他側を向く面に繋がるように構成され、第２頂部２３ｄが、一方の第２斜辺部２３ｃの径方向の一側を向く面が他方の第２斜辺部２３ｃの径方向の他側を向く面に繋がるように構成される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ティースが等ピッチで配列された電機子鉄心、および電機子鉄心に装着された電機子巻線を有する電気機械の電機子において、
上記電機子巻線は、それぞれ、絶縁被覆された、かつ接続部のない連続した矩形断面の導体線を、２回巻いて作製され、連続する複数個の上記ティースの両側に位置するスロット対に装着されて１スロットピッチで配列された複数の巻線体を備え、
上記複数の巻線体のそれぞれは、上記スロット対の一方のスロットの底部側から第４層に収納される第１直線部、他方のスロットの底部側から第２層に収納される第２直線部、および上記第１直線部の一端と上記第２直線部の一端を連結する第１コイルエンド部を有する第１巻線ブロックと、上記一方のスロットの底部側から第３層に収納される第３直線部、他方のスロットの底部側から第１層に収納される第４直線部、および上記第３直線部の一端と上記第４直線部の一端を連結する第２コイルエンド部を有する第２巻線ブロックと、上記第２直線部の他端と上記第３直線部の他端を連結する渡り線と、上記第１直線部の他端および上記第４直線部の他端から延び出る端子部と、を備え、
上記第１コイルエンド部は、一対の第１斜辺部、および上記一対の第１斜辺部間を連結する第１頂部を有するクランク形状に形成され、
上記第２コイルエンド部は、一対の第２斜辺部、および上記一対の第２斜辺部間を連結する第２頂部を有するクランク形状に形成され、
上記第１頂部は、上記導体線をヘアピン状に曲げ成形して、一方の上記第１斜辺部のスロット深さ方向の一側を向く面が他方の上記第１斜辺部のスロット深さ方向の他側を向く面に繋がるように構成され、
上記第２頂部は、上記導体線をヘアピン状に曲げ成形して、一方の上記第２斜辺部のスロット深さ方向の一側を向く面が他方の上記第２斜辺部のスロット深さ方向の他側を向く面に繋がるように構成されていることを特徴とする電気機械の電機子。
【請求項２】
上記第１頂部と上記第２頂部がスロット配列方向に隣接して平行に配列されていることを特徴とする請求項１記載の電気機械の電機子。
【請求項３】
上記第１斜辺部と上記第２斜辺部がスロット深さ方向から見て重なって配設されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電気機械の電機子。
【請求項４】
ティースが等ピッチで配列された電機子鉄心、および電機子鉄心に装着された電機子巻線を有する電気機械の電機子において、
上記電機子巻線は、それぞれ、絶縁被覆された、かつ接続部のない連続した導体線を、（ｍ＋ｎ）回（但し、ｍ，ｎは１以上の整数、かつ（ｍ＋ｎ）は３以上）巻いて作製され、連続する複数個の上記ティースの両側に位置するスロット対に装着されて１スロットピッチで配列された複数の巻線体を備え、
上記複数の巻線体のそれぞれは、
上記スロット対の一方のスロットの底部側から第（ｍ＋２ｎ＋１）層と第（２ｍ＋２ｎ）層との間に収納される第１直線部、他方のスロットの底部側から第（ｎ＋１）層と第（ｍ＋ｎ）層との間に収納される第２直線部、上記一方のスロットの第（ｍ＋２ｎ＋ｘ１）層に収納される上記第１直線部の一端と上記他方のスロットの第（ｍ＋ｎ＋１−ｘ１）層に収納される上記第２直線部の一端を連結する第１コイルエンド部、および上記一方のスロットの第（ｍ＋２ｎ＋ｘ２）層に収納される上記第１直線部の他端と上記他方のスロットの第（ｍ＋ｎ−ｘ２）層に収納される上記第２直線部の他端を連結する第３コイルエンド部を有するｍターンの第１巻線ブロック（但し、ｘ１は１以上、ｍ以下の整数、ｘ２＝ｘ１−１）と、
上記スロット対の一方のスロットの底部側から第（ｍ＋ｎ＋１）層と第（ｍ＋２ｎ）層との間に収納される第３直線部、他方のスロットの底部側から第１層と第ｎ層との間に収納される第４直線部、上記一方のスロットの第（ｍ＋ｎ＋ｙ１）層に収納される上記第３直線部の一端と上記他方のスロットの第（ｎ＋１−ｙ１）層に収納される上記第４直線部の一端を連結する第２コイルエンド部、および上記一方のスロットの第（ｍ＋ｎ＋１＋ｙ２）層に収納される上記第３直線部の他端と上記他方のスロットの第（ｎ＋１−ｙ２）層に収納される上記第４直線部の他端を連結する第４コイルエンド部を有するｎターンの第２巻線ブロック（但し、ｙ１は１以上、ｎ以下の整数、ｙ２＝ｙ１−１）と、
上記一方のスロットの第（ｍ＋ｎ＋１）層に収納される第３直線部の他端と上記他方のスロットの第（ｍ＋ｎ）層に収納される第２直線部の他端を連結する渡り線と、
上記一方のスロットの第（２ｍ＋２ｎ）層に収納される第１直線部の他端および上記他方のスロットの第（ｍ＋ｎ）層に収納される第２直線部の他端から延び出る端子部と、を備えていることを特徴とする電気機械の電機子。
【請求項５】
上記第１コイルエンド部は、一対の第１斜辺部、および上記一対の第１斜辺部間を連結する第１頂部を有するクランク形状に形成され、上記第１頂部は、ｘ１が大きい順に上層に位置するように、軸方向に重なってｘ１層に配列されており、
上記第３コイルエンド部は、一対の第３斜辺部、および上記一対の第３斜辺部間を連結する第３頂部を有するクランク形状に形成され、上記第２頂部は、ｘ２が大きい順に上層に位置するように、軸方向に重なってｘ２層に配列されており、
上記第２コイルエンド部は、一対の第２斜辺部、および上記一対の第２斜辺部間を連結する第２頂部を有するクランク形状に形成され、上記第２頂部は、ｙ１が大きい順に上層に位置するように、軸方向に重なってｙ１層に配列されており、
上記第４コイルエンド部は、一対の第４斜辺部、および上記一対の第４斜辺部間を連結する第４頂部を有するクランク形状に形成され、上記第４頂部は、ｙ２が大きい順に上層に位置するように、軸方向に重なってｙ２層に配列されていることを特徴とする請求項４記載の電気機械の電機子。
【請求項６】
上記ｘ１層に配列された第１頂部と上記ｙ１層に配列された第２頂部が、スロット配列方向に隣接して平行に配列され、上記ｘ２層に配列された第３頂部と上記ｙ２層に配列された第４頂部が、スロット配列方向に隣接して平行に配列されていることを特徴とする請求項５記載の電気機械の電機子。
【請求項７】
上記第１斜辺部と上記第２斜辺部がスロット深さ方向から見て重なって配設され、上記第３斜辺部と上記第４斜辺部がスロット深さ方向から見て重なって配設されていることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の電気機械の電機子。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電気機械の電機子の製造方法であって、
上記導体線をＵ字状に曲げてＵ字状の第１曲げ部を形成する工程と、
上記第１曲げ部を含む平面に直交し、かつ上記第１曲げ部の一側から延び出る直線状の延長部を含む第１平面内で上記導体線をＵ字状にｐ回（但し、ｐは１以上の奇数）折り曲げてＵ字状又は楕円状の第１巻線部を作製し、上記第１曲げ部を含む平面に直交し、かつ上記第１曲げ部の他側から延び出る直線状の延長部を含む第２平面内で、上記第１巻線部と逆回りに、上記導体線をＵ字状にｐ回折り曲げてＵ字状又は楕円状の第２巻線部を作製する工程と、
上記第１巻線部の一側の直線部および上記第２巻線部の一側の直線部を把持し、上記第１巻線部の他側の直線部および上記第２巻線部の他側の直線部を把持して、上記第１巻線部の一側の直線部および上記第２巻線部の一側の直線部と上記第１巻線部の他側の直線部および上記第２巻線部の他側の直線部との間の上記第１平面と直交する方向の距離を広げる工程と、を備えたことを特徴とする電気機械の電機子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動機や発電機などの回転電機およびリニアモータなどの直動機などの電気機械の電機子およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動機や発電機などの回転電機において、小型高出力が求められている。この種の回転電機を小型化するに当たり、有効な磁束を発生しないコイルエンドを小型化する観点から、導体線を固定子鉄心のティースのそれぞれに巻回した集中巻の固定子巻線を用いられていた。しかしながら、トルク脈動が抑えられ、高出力化が可能な分布巻構造の固定子巻線を用いた固定子が要望されている。
【０００３】
ここでは、導体線を１つのティースに巻き回して構成された集中巻の巻線に対し、導体線を２スロット以上離れたスロットに巻き回して構成された巻線を分布巻の巻線とする。つまり、分布巻の巻線は、１のスロットから延出した導体線が連続する２つ以上のティースをまたいで他のスロットに入るように巻かれている。
【０００４】
従来、分布巻の巻線を用いた固定子では、分布巻の巻線の両端の頭頂部を分布巻きした導体線の全幅だけずれるようにクランク状に形成していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、分布巻きする導体線のターン数が増えると、分布巻の巻線の頭頂部の曲げ半径が大きくなり、コイルエンドが大きくなるという不具合があった。
【０００６】
このような状況を鑑み、複数個の分布巻の巻線を含んで構成される複数の巻線群を、固定子鉄心に径方向に複数の層として配置し、分布巻の巻線の頭頂部での曲げ半径を小さくし、コイルエンドの小型化を図る従来の回転電機が提案されていた（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１０４２９３号公報
【特許文献２】特開２０１２−２２３０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載された従来の回転電機では、固定子鉄心に装着する分布巻の巻線の数が多くなり、分布巻の巻線を固定子鉄心に装着する工程が増大し、生産性が低下するという課題があった。
さらに、特許文献２に記載された従来の回転電機では、高電圧で使用する場合、電位差が高くなる他相と接触する箇所が層分だけ倍増するため、絶縁破壊のリスクが増大するという課題もあった。
【０００９】
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、分布巻の巻線体を径方向に２つの巻線ブロックに分けて構成し、分布巻の巻線の頭頂部での曲げ半径の増大を抑えるとともに、同じスロット対に装着される２つの巻線ブロックを一続きに構成し、分布巻の巻線を固定子鉄心に装着する工程の増大を抑え、コイルエンドの小型化を確保しつつ、絶縁破壊のリスクを低減し、生産性を高めることができる電気機械の電機子およびその製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明による電気機械の電機子は、ティースが等ピッチで配列された電機子鉄心、および電機子鉄心に装着された電機子巻線を有する。上記電機子巻線は、それぞれ、絶縁被覆された、かつ接続部のない連続した矩形断面の導体線を、２回巻いて作製され、連続する複数個の上記ティースの両側に位置するスロット対に装着されて１スロットピッチで配列された複数の巻線体を備え、上記複数の巻線体のそれぞれは、上記スロット対の一方のスロットの底部側から第４層に収納される第１直線部、他方のスロットの底部側から第２層に収納される第２直線部、および上記第１直線部の一端と上記第２直線部の一端を連結する第１コイルエンド部を有する第１巻線ブロックと、上記一方のスロットの底部側から第３層に収納される第３直線部、他方のスロットの底部側から第１層に収納される第４直線部、および上記第３直線部の一端と上記第４直線部の一端を連結する第２コイルエンド部を有する第２巻線ブロックと、上記第２直線部の他端と上記第３直線部の他端を連結する渡り線と、上記第１直線部の他端および上記第４直線部の他端から延び出る端子部と、を備える。上記第１コイルエンド部は、一対の第１斜辺部、および上記一対の第１斜辺部間を連結する第１頂部を有するクランク形状に形成され、上記第２コイルエンド部は、一対の第２斜辺部、および上記一対の第２斜辺部間を連結する第２頂部を有するクランク形状に形成され、上記第１頂部は、上記導体線をヘアピン状に曲げ成形して、一方の上記第１斜辺部のスロット深さ方向の一側を向く面が他方の上記第１斜辺部のスロット深さ方向の他側を向く面に繋がるように構成され、上記第２頂部は、上記導体線をヘアピン状に曲げ成形して、一方の上記第２斜辺部のスロット深さ方向の一側を向く面が他方の上記第２斜辺部のスロット深さ方向の他側を向く面に繋がるように構成されている。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、巻線体が、径方向に第１巻線ブロックと第２巻線ブロックに分かれているので、頭頂部での曲げ半径の増大が抑えられ、コイルエンドの小型化が図られる。
また、第１巻線ブロックと第２巻線ブロックが一続きに構成されているので、巻線を固定子鉄心に装着する工程の増大が抑えられ、生産性が高められるとともに、絶縁破壊のリスクが低減される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る回転電機を示す片側断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る回転電機の電機子を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る回転電機の電機子における電機子鉄心を示す斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る回転電機の電機子におけるスロットセルを示す斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る回転電機の電機子における電機子巻線を構成する巻線体を示す斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る回転電機の電機子における電機子巻線を構成する巻線体を軸方向一端側から見た模式図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る回転電機の電機子における電機子巻線を構成する巻線体を軸方向他端側から見た模式図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る回転電機の電機子における電機子巻線を構成する巻線体が電機子鉄心に装着されている状態を径方向外方から見た模式図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る回転電機の電機子の組立方法を説明する図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る回転電機の電機子の組立方法を説明する図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る回転電機の電機子の組立方法を説明する図である。
【図１２】この発明の実施の形態１に係る回転電機の電機子に適用される巻線体の製造方法を説明する図である。
【図１３】この発明の実施の形態１に係る回転電機の電機子に適用される巻線体の製造方法を説明する図である。
【図１４】この発明の実施の形態１に係る回転電機の電機子に適用される巻線体の直線部と直交する断面を示す断面図である。
【図１５】この発明の実施の形態２に係る回転電機の電機子における電機子巻線を構成する巻線体を示す斜視図である。
【図１６】この発明の実施の形態２に係る回転電機の電機子における電機子巻線を構成する巻線体を示す正面図である。
【図１７】この発明の実施の形態２に係る回転電機の電機子における電機子巻線を構成する巻線体を軸方向一端側から見た模式図である。
【図１８】この発明の実施の形態２に係る回転電機の電機子における電機子巻線を構成する巻線体を他端側から見た模式図である。
【図１９】この発明の実施の形態２に係る回転電機の電機子の組立て方法を説明する図である。
【図２０】この発明の実施の形態２に係る回転電機の電機子の組立て方法を説明する図である。
【図２１】この発明の実施の形態２に係る回転電機の電機子に適用される巻線体の製造方法を説明する図である。
【図２２】この発明の実施の形態２に係る回転電機の電機子に適用される巻線体の製造方法を説明する図である。
【図２３】この発明の実施の形態２に係る回転電機の電機子に適用される巻線体の直線部と直交する断面を示す断面図である。
【図２４】この発明の実施の形態３に係るリニアモータを示す平面図である。
【図２５】この発明の実施の形態３に係るリニアモータにおける電機子を示す斜視図である。
【図２６】この発明の実施の形態３に係るリニアモータにおける電機子を示す分解斜視図である。
【図２７】この発明の実施の形態３に係るリニアモータの電機子巻線を構成する巻線体の製造方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明による電気機械の電機子およびその製造方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１４】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機を示す片側断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の電機子を示す斜視図、図３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の電機子における電機子鉄心を示す斜視図、図４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の電機子におけるスロットセルを示す斜視図、図５はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の電機子における電機子巻線を構成する巻線体を示す斜視図、図６はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の電機子における電機子巻線を構成する巻線体を軸方向一端側から見た模式図、図７はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の電機子における電機子巻線を構成する巻線体を軸方向他端側から見た模式図、図８はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の電機子における電機子巻線を構成する巻線体が電機子鉄心に装着されている状態を径方向外方から見た模式図である。
【００１５】
図１において、電気機械としての回転電機１００は、有底円筒状のフレーム２およびフレーム２の開口を塞口する端板３を有するハウジング１と、フレーム２の円筒部に内嵌状態に固着された電機子１０と、フレーム２の底部および端板３にベアリング４を介して回転可能に支持された回転軸６に固着されて、電機子１０の内周側に、電機子１０の同軸に、かつ回転可能に配設された回転子５と、を備えている。
【００１６】
回転子５は、軸心位置に挿通された回転軸６に固着された回転子鉄心７と、回転子鉄心７の外周面側に埋設されて周方向に等ピッチで配列され、磁極を構成する永久磁石８と、を備えた永久磁石型回転子である。
【００１７】
つぎに、電機子１０の構成について具体的に図２乃至図８を参照しつつ説明する。
【００１８】
電機子１０は、図２に示されるように、電機子鉄心１１と、電機子鉄心１１に装着された電機子巻線２０と、電機子鉄心１１と電機子巻線２０との電気的絶縁を確保するスロットセル１３と、を備えている。
【００１９】
電機子鉄心１１は、図３に示されるように、多数枚の電磁鋼板を積層一体化して作製され、円環状のヨーク部１１ａと、それぞれ、ヨーク部１１ａの内周壁面から径方向内方に突出して、周方向に複数配列されたティース１１ｂと、を備えている。そして、ティース１１ｂ間に構成される空間が、スロット１２となる。なお、径方向はスロット深さ方向であり、周方向はスロット配列方向であり、軸方向は電機子鉄心１１の軸心の方向である。
【００２０】
スロットセル１３は、図４に示されるように、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂やメタ系アラミド繊維などの絶縁材料からなるシートを、スロット１２の形状に適合するコ字状に成形して構成される。
【００２１】
電機子巻線２０は、図２に示されるように、６スロット角度間隔離れたスロット１２の対に収納された巻線体２１を１スロットピッチで周方向に配列して構成される。なお、６スロット角度間隔とは、周方向に連続する６つのティース１１ｂの両側に位置するスロット１２のスロット中心間の間隔である。
【００２２】
巻線体２１は、図５から図７に示されるように、例えば、エナメル樹脂で絶縁被覆された、かつ接続部のない連続した銅線やアルミニウム線などからなる矩形断面の導体線１９を複数回巻回して作製された分布巻きの重ね巻き巻線である。
【００２３】
巻線体２１は、６スロット角度間隔離れた第１および第２直線部２２ａ，２２ｂ、第１頂部２２ｄ、および第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの一端と第１頂部２２ｄを連結する第１斜辺部２２ｃを有する第１巻線ブロック２２と、６スロット角度間隔離れた第３および第４直線部２３ａ，２３ｂ、第２頂部２３ｄ、および第３および第４直線部２３ａ，２３ｂの一端と第２頂部２３ｄを連結する第２斜辺部２３ｃを有する第２巻線ブロック２３と、を径方向に隣接させ、第２直線部２２ｂと第３直線部２３ａの他端間を渡り線２４で連結して、一続きに構成されている。そして、巻線体２１は、第１および第４直線部２２ａ，２３ｂの他端から軸方向に延び出た端子部２２ｅ，２３ｅを有し、α巻きの巻線となる。
【００２４】
このように構成された巻線体２１では、第１および第３直線部２２ａ，２３ａが径方向に１列に配列され、第２および第４直線部２２ｂ，２３ｂが径方向に１列に配列されている。そして、第１および第３直線部２２ａ，２３ａの列と第２および第４直線部２２ｂ、２３ｂの列は６スロット角度間隔離れている。
【００２５】
第１頂部２２ｄと第１斜辺部２２ｃが第１コイルエンド部を構成し、第２頂部２３ｄと第２斜辺部２３ｃが第２コイルエンド部を構成し、図６に示されるように、それぞれ、クランク状に成形される。つまり、第１および第２頂部２２ｄ，２３ｄは、周方向に延びる第１および第２斜辺部２２ｃ，２３ｃに対して略直角に曲げられて径方向に延びている。第１および第２頂部２２ｄ，２３ｄは、軸方向外方に突き出るヘアピン状に成形され、周方向に隣接して平行に配列している。第１および第２直線部２２ａ，２２ｂは第１頂部２２ｄで径方向に２ｄだけ変位し、第３および第４直線部２３ａ，２３ｂは第２頂部２３ｄで径方向に２ｄだけ変位している。なお、ｄは導体線１９の径方向厚みである。また、第１および第２斜辺部２２ｃ，２３ｃは、第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂに対する曲げ角度がほぼ等しく、図８に示されるように、径方向から見て重なるように形成されている。さらに、第１および第３直線部２２ａ，２３ａから延び出た第１および第２斜辺部２２ｃ，２３ｃの径方向外側を向く面が、第１および第２頂部２２ｄ，２３ｄで反転されて、第２および第４直線部２２ｂ，２３ｂから延び出た第１および第２斜辺部２２ｃ，２３ｃでは径方向内側を向く面となっている。なお、軸方向外方に突き出るヘアピン状とは、軸方向外方に円弧状、又は逆Ｕ字状に突き出る形状である。
【００２６】
渡り線２４は、中間頂部２４ａと、中間頂部２４ａと第２および第３直線部２２ｂ，２３ａの他端を連結する斜辺部２４ｂと、を有し、コイルエンド部を構成する。渡り線２４は、中間頂部２４ａでｄだけ径方向に変位している。これにより、図７に示されるように、第２および第３直線部２２ｂ，２３ａが径方向にｄだけ変位する。
【００２７】
つぎに、電機子の組立て方法について図９から図１１を参照しつつ説明する。図９から図１１はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る回転電機の電機子の組立方法を説明する図であり、図９は１番目の巻線体を電機子鉄心に装着する状態を示し、図１０は４番目の巻線体を電機子鉄心に装着する状態を示し、図１１は全ての巻線体を電機子鉄心に装着した状態を示している。なお、図９および図１０では、便宜上、直線部のみを示している。また、直線部の収納位置をスロットの底部側からスロット開口に向かって第１層、第２層、第３層、第４層とする。
【００２８】
まず、導体線１９を巻回して巻線体２１を作製する。ここで、説明の便宜上、巻線体２１を組み付け順に巻線体２１１、巻線体２１２、巻線体２１３、巻線体２１４とする。また、スロットセル１３がスロット１２のそれぞれに装着される。
【００２９】
そして、１番目の巻線体２１１を６スロット角度間隔離れたスロット１２の対に装着する。このとき、図９に示されるように、巻線体２１１の第３直線部２３ａと第１直線部２２ａが、一方のスロット１２の第３層と第４層に収納され、第４直線部２３ｂと第２直線部２２ｂが、他方のスロット１２の第１層と第２層に収納される。
【００３０】
ついで、図１０に示されるように、装着するスロット１２の対を周方向に１スロットずつずらして２番目の巻線体２１２、３番目の巻線体２１３、４番目の巻線体２１４を順次装着する。最後の６つの巻線体２１は、先に第３層、第４層に挿入されている巻線体２１を変形させながら引き起こし、その下に挿入する。このようにして、スロット１２と同数の巻線体２１が１スロットピッチで電機子鉄心１１に装着され、図１１に示される状態となる。ついで、電機子鉄心１１に装着された巻線体２１に結線処理が施され、電機子１０が得られる。
【００３１】
つぎに、巻線体２１の製造方法について、図１２から図１４を参照しつつ説明する。図１２および図１３はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る回転電機の電機子に適用される巻線体の製造方法を説明する図、図１４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の電機子に適用される巻線体の直線部と直交する断面を示す断面図である。
【００３２】
まず、図１２の（ａ）に示されるように、導体線１９をＵ字状に曲げる。このＵ字状の曲げ部が渡り線２４の中間頂部２４ａとなる。ついで、図１２の（ｂ）に示されるように、導体線１９の曲げ部からの両延長部の端部側を、それぞれ、中間頂部２４ａを含む平面と直交し、かつ延長部を含む第１および第２平面内で、互いに逆方向にＵ字状に折り返す。これにより、図１２の（ｃ）に示されるように、それぞれ、導体線１９をＵ字状に曲げられた第１および第２巻線部が、渡り線２４で連結されて、相対する第１および第２平面のそれぞれに、平行に形成された中間巻線体２５が得られる。この中間巻線体２５では、新たに形成されたＵ字状の曲げ部が第１頂部２２ｄおよび第２頂部２３ｄとなり、導体線１９の両端部が端子部２２ｅ，２３ｅとなる。さらに、第１頂部２２ｄと端子部２２ｅとの間の中間領域が第１直線部２２ａ、第１頂部２２ｄと中間頂部２４ａとの間の中間領域が第２直線部２２ｂ、第２頂部２３ｄと端子部２３ｅとの間の中間領域が第４直線部２３ｂ、第２頂部２３ｄと中間頂部２４ａとの間の中間領域が第３直線部２３ａとなる。
【００３３】
ついで、第２および第４直線部２２ｂ、２３ｂを把持し、第１および第３直線部２２ａ，２３ａを把持して、図１３に矢印で示されるように、第２および第４直線部２２ｂ、２３ｂと第１および第３直線部２２ａ、２３ａの間を広げる。そして、第１直線部２２ａを第３直線部２３ａの外側に重ね、第４直線部２３ｂを第２直線部２２ｂの外側に重ねる。このとき、第１頂部２２ｄおよび第２頂部２３ｄを把持し、第２および第４直線部２２ｂ、２３ｂと第１および第３直線部２２ａ、２３ａの間を広げるにつれ、中間頂部２４ａ側に変位させる。これにより、図１４に示されるように、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂと第１頂部２２ｄとの間の導体線１９の部分が傾斜して第１斜辺部２２ｃとなり、第３および第４直線部２３ａ，２３ｂと第２頂部２３ｄとの間の導体線１９の部分が傾斜して第２斜辺部２３ｃとなり、第１巻線ブロック２２と第２巻線ブロック２３を渡り線２４により連結して一続きに構成された巻線体２１が作製される。
【００３４】
この実施の形態１によれば、巻線体２１が、径方向に第１巻線ブロック２２と第２巻線ブロック２３とに分けて構成されている。そこで、頭頂部の曲げ半径が小さくなり、コイルエンドの膨らみが抑制され、コイルエンドの小型化が図られる。
第１巻線ブロック２２と第２巻線ブロック２３が渡り線２４により連結されて一続きに構成されている。そこで、電機子鉄心１１に装着する巻線体２１の数が増加せず、巻線体２１を電機子鉄心１１に装着する工程が増大しないので、生産性の低下が抑制される。さらに、巻線群が径方向に２層に配置されている特許文献２に比べて、他相と接触する箇所が少なくなり、高電圧で使用する場合でも、絶縁破壊のリスクを低減することができる。
【００３５】
巻線体２１の第１頂部２２ｄおよび第２頂部２３ｄが、周方向に相対して、かつ隣接して平行に配列されているので、隣接する他の巻線体２１の第１頂部２２ｄおよび第２頂部２３ｄとの間隔を広くとることができ、絶縁性、組立性および冷却性が向上する。
巻線体２１の第１斜辺部２２ｃおよび第２斜辺部２３ｃが、径方向からみて重なるように形成されているので、隣接する他の巻線体２１の第１および第２斜辺部２２ｃ，２３ｃとの間隔を広くとることができ、絶縁性、組立性および冷却性が向上する。
【００３６】
実施の形態２．
図１５はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の電機子における電機子巻線を構成する巻線体を示す斜視図、図１６はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の電機子における電機子巻線を構成する巻線体を示す正面図、図１７はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の電機子における電機子巻線を構成する巻線体を軸方向一端側から見た模式図、図１８はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の電機子における電機子巻線を構成する巻線体を他端側から見た模式図、図１９および図２０はそれぞれこの発明の実施の形態２に係る回転電機の電機子の組立て方法を説明する図であり、図１９は４番目の巻線体を電機子鉄心に装着する状態を示し、図２０は全ての巻線体を電機子鉄心に装着した状態を示している。なお、図１９では、便宜上、直線部のみを示している。また、便宜上、直線部の収納位置をスロットの底部側からスロット開口に向かって第１層、第２層・・・第７層、第８層とする。
【００３７】
図１５から図１８において、巻線体３１は、例えば、エナメル樹脂で絶縁被覆された、かつ接続部のない連続した銅線やアルミニウム線などからなる円形断面の導体線２９を４回巻回して作製された分布巻きの重ね巻き巻線である。
【００３８】
巻線体３１は、導体線２９を２ターン巻回して作製され、６スロット角度間隔離れた一方のスロット１２の第７層および第８層と、他方のスロット１２の第３層および第４層に収納される第１巻線ブロック３２と、導体線２９を２ターン巻回して作製され、６スロット角度間隔離れた一方のスロット１２の第５層および第６層と、他方のスロット１２の第１層および第２層に収納される第２巻線ブロック３３と、を有する。
【００３９】
第１巻線ブロック３２は、６スロット角度間隔離れた一方のスロット１２の第７層および第８層に収納される第１直線部３２ａと、他方のスロット１２の第３層と第４層に収納される第２直線部３２ｂと、を有する。そして、軸方向一端側で、第３層に収納される第２直線部３２ｂの一端と第８層に収納される第１直線部３２ａの一端を第１コイルエンド部で連結し、かつ第４層に収納される第２直線部３２ｂの一端と第７層に収納される第１直線部３２ａの一端を第１コイルエンド部で連結し、軸方向他端側で、第３層に収納される第２直線部３２ｂの他端と第７層に収納される第１直線部３２ａの他端を第３コイルエンド部で連結して、２ターンに構成されている。
【００４０】
第１コイルエンド部は、第１頂部３２ｄ１と、第１および第２直線部３２ａ，３２ｂと第１頂部３２ｄ１を連結する第１斜辺部３２ｃ１を有し、クランク状に成形される。また、第１頂部３２ｄ１は、軸方向外方に突き出るヘアピン状に成形される。第１巻線ブロック３２の軸方向一端側では、第３層に収納される第２直線部３２ｂの一端と第８層に収納される第１直線部３２ａの一端を連結する第１コイルエンド部の第１頂部３２ｄ１が、第４層に収納される第２直線部３２ｂの一端と第７層に収納される第１直線部３２ａの一端を連結する第１コイルエンド部の第１頂部３２ｄ１に軸方向に重なってその軸方向外側に配置している。
【００４１】
第３コイルエンド部は、第３頂部３２ｄ２と、第１および第２直線部３２ａ，３２ｂと第３頂部３２ｄ２を連結する第３斜辺部３２ｃ２を有し、クランク状に成形される。また、第３頂部３２ｄ２は、軸方向外方に突き出るヘアピン状に成形される。
【００４２】
第２巻線ブロック３３は、６スロット角度間隔離れた一方のスロット１２の第５層および第６層に収納される第３直線部３３ａと、他方のスロット１２の第１層と第２層に収納される第４直線部３３ｂと、を有し、軸方向一端側で、第１層に収納される第４直線部３３ｂの一端と第６層に収納される第３直線部３３ａの一端を第２コイルエンド部で連結し、かつ第２層に収納される第４直線部３３ｂの一端と第５層に収納される第３直線部３３ａの一端を第２コイルエンド部で連結し、軸方向他端側で、第２層に収納される第４直線部３３ｂの他端と第６層に収納される第３直線部３３ａの他端を第４コイルエンド部で連結して、２ターンに構成されている。
【００４３】
第２コイルエンド部は、第２頂部３３ｄ１と、第３および第４直線部３３ａ，３３ｂと第２頂部３３ｄ１を連結する第２斜辺部３３ｃ１を有し、クランク状に成形される。また、第２頂部３３ｄ１は、軸方向外方に突き出るヘアピン状に成形される。第２巻線ブロック３３の軸方向一端側では、第１層に収納される第４直線部３３ｂの一端と第６層に収納される第３直線部３３ａの一端を連結する第２コイルエンド部の第２頂部３３ｄ１が、第２層に収納される第４直線部３３ｂの一端と第５層に収納される第３直線部３３ａの一端を連結する第２コイルエンド部の第２頂部３３ｄ１に軸方向に重なってその軸方向外側に配置している。
【００４４】
第４コイルエンド部は、第４頂部３３ｄ２と、第３および第４直線部３３ａ，３３ｂと第４頂部３３ｄ２を連結する第４斜辺部３３ｃ２を有し、クランク状に成形される。また、第４頂部３３ｄ２は、軸方向外方に突き出るヘアピン状に成形される。
【００４５】
そして、第４層に収納される第２直線部３２ｂの他端と第５層に収納される第３直線部３３ａの他端とが渡り線３４により連結され、第１巻線ブロック３２と第２巻線ブロック３３が連結され、導体線２９により一続きに作製された４ターンの巻線体３１が構成される。巻線体３１は、第８層に収納される第１直線部３２ａの他端および第１層に収納される第４直線部３３ｂの他端から延び出た端子部３２ｅ，３３ｅを有し、α巻きの巻線となる。
【００４６】
このように構成された巻線体３１では、４本の第１および第３直線部３２ａ，３３ａが径方向に１列に配列され、４本の第２および第４直線部３２ｂ，３３ｂが径方向に１列に配列されている。そして、第１および第３直線部３２ａ，３３ａの列と第２および第４直線部３２ｂ、３３ｂの列は６スロット角度間隔離れている。
巻線体３１の軸方向一端側では、図１７に示される、それぞれ、軸方向に２層に重なった第１頂部３２ｄ１と第２頂部３３ｄ１が、周方向に隣接して平行に配列している。また、第１および第２斜辺部３２ｃ１，３３ｃ１は、第１から第４直線部３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂに対する曲げ角度がほぼ等しく、図１６に示されるように、径方向から見て重なるように形成されている。
【００４７】
渡り線３４は、中間頂部３４ａと、中間頂部３４ａと第２および第３直線部３２ｂ，３３ａの他端を連結する斜辺部３４ｂと、を有し、コイルエンド部を構成する。渡り線３４は、中間頂部３４ａで導体線２９の直径（ｄ）だけ径方向に変位している。これにより、図１８に示されるように、第２および第３直線部３２ｂ，３３ａが径方向にｄだけ変位する。
巻線体３１の軸方向他端側では、図１８に示されるように、第３頂部３２ｄ２と第４頂部３３ｄ２が、周方向に隣接して平行に配列し、中間頂部３４ａが第３頂部３２ｄ２と第４頂部３３ｄ２の内径側に配置している。また、第３および第４斜辺部３２ｃ２，３３ｃ２および斜辺部３４ｂは、第１から第４直線部３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂに対する曲げ角度がほぼ等しく、図１６に示されるように、径方向から見て重なるように形成されている。
【００４８】
つぎに、電機子の組立て方法について図１９および図２０を参照しつつ説明する。
【００４９】
まず、導体線２９を巻回して巻線体３１を作製する。ここで、説明の便宜上、巻線体３１を組み付け順に巻線体３１１、巻線体３１２、巻線体３１３、巻線体３１４とする。また、図示していないが、スロットセル１３がスロット１２のそれぞれに装着される。
【００５０】
そして、１番目の巻線体３１１を６スロット角度間隔離れたスロット１２の対に装着する。このとき、巻線体３１１の第４直線部３３ｂが、他方のスロット１２の第１層と第２層に収納され、第２直線部３２ｂが、他方のスロット１２の第３層と第４層に収納され、第３直線部３３ａが、一方のスロット１２の第５層と第６層に収納され、第１直線部３２ａが、一方のスロット１２の第７層と第８層に収納される。このように、図１９に示されるように、装着するスロット１２の対を周方向に１スロットずつずらして２番目の巻線体３１２、３番目の巻線体３１３、４番目の巻線体３１４を順次装着する。最後の６つの巻線体３１は、先に第５層から第８層に挿入されている巻線体３１を変形させながら引き起こし、その下に挿入する。このようにして、スロット１２と同数の巻線体３１が１スロットピッチで電機子鉄心１１に装着され、図２０に示される状態となる。ついで、電機子鉄心１１に装着された巻線体３１に結線処理が施されて電機子巻線２０Ａが形成され、電機子１０Ａが得られる。
【００５１】
つぎに、巻線体３１の製造方法について、図２１から図２３を参照しつつ説明する。図２１および図２２はそれぞれこの発明の実施の形態２に係る回転電機の電機子に適用される巻線体の製造方法を説明する図、図２３はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の電機子に適用される巻線体の直線部と直交する断面を示す断面図である。
【００５２】
まず、図２１の（ａ）に示されるように、導体線２９をＵ字状に曲げる。このＵ字状の曲げ部が渡り線３４の中間頂部３４ａとなる。ついで、導体線２９のＵ字状の折り曲げ部からの両延長部の端部側を、それぞれ、中間頂部３４ａを含む平面と直交し、かつ両延長部を含む第１および第２平面内で、互いに逆方向にＵ字状に折り返す。これにより、図２１の（ｂ）に示されるように、第１頂部３２ｄ１および第２頂部３３ｄ１となるＵ字状の曲げ部が新たに形成される。ついで、導体線２９の両延長部の端部側を、それぞれ、同じ第１および第２平面内で、中間頂部３４ａの外側を通るように、Ｕ字状に折り返す。これにより、図２１の（ｃ）に示されるように、第３頂部３２ｄ２および第４頂部３３ｄ２となるＵ字状の曲げ部が新たに形成される。
【００５３】
ついで、図２１の（ｃ）に示されるように、導体線２９の両延長部の端部側を、それぞれ、同じ第１および第２平面内で、先に形成した第１頂部３２ｄ１および第２頂部３２ｄ１の外側を通るように、Ｕ字状に折り返す。このように、導体線２９が第１および第２平面内で、それぞれ逆回りに、Ｕ字状に３回折り曲げられて、図２１の（ｄ）に示されるように、楕円状に、かつ逆回りに２ターン巻回された第１および第２巻線部が、渡り線３４で連結されて、相対する第１および第２平面のそれぞれに、平行に形成された中間巻線体３５が得られる。そして、第１平面内で楕円状に巻回された第１巻線部のターン数が、第１巻線ブロック３２のターン数となり、第２平面内で楕円状に巻回された第２巻線部のターン数が、第２巻線ブロック３３のターン数となる。
【００５４】
この中間巻線体３５では、各Ｕ字状の曲げ部が第１頂部３２ｄ１、第２頂部３３ｄ１、第３頂部３２ｄ２、第４頂部３３ｄ２および中間頂部３４ａとなり、導体線２９の両端部が端子部３２ｅ，３３ｅとなる。各ターンにおいて、第１および第３頂部３２ｄ１，３２ｄ２間の中間領域が第１および第２直線部３２ａ，３２ｂとなり、第２および第４頂部３３ｄ１，３３ｄ２間の中間領域が第３および第４直線部３３ａ，３３ｂとなる。
【００５５】
ついで、第２および第４直線部３２ｂ、３３ｂを把持し、第１および第３直線部３２ａ，３３ａを把持して、図２２に矢印で示されるように、第２および第４直線部３２ｂ、３３ｂと第１および第３直線部３２ａ、３３ａの間を広げる。このとき、第１頂部３２ｄ１および第２頂部３３ｄ１を把持し、第３頂部３２ｄ２および第４頂部３３ｄ２を把持して、第２および第４直線部３２ｂ、３３ｂと第１および第３直線部３２ａ、３３ａの間を広げるにつれ、中間頂部３４ａ側に変位させる。これにより、図２３に示されるように、第１および第２直線部３２ａ，３２ｂと第１および第３第１頂部３２ｄ１，３２ｄ２との間の導体線２９の部分が傾斜して第１および第３斜辺部３２ｃ１，３２ｃ２となり、第３および第４直線部３３ａ，３３ｂと第２および第４第２頂部３３ｄ１，３３ｄ２との間の導体線２９の部分が傾斜して第２および第４斜辺部３３ｃ１，３３ｃ２となり、第１巻線ブロック３２と第２巻線ブロック３３を渡り線３４により連結して一続きに構成された巻線体３１が作製される。
【００５６】
この実施の形態２によれば、巻線体３１が、径方向に第１巻線ブロック３２と第２巻線ブロック３３とに分けて構成されている。そこで、頭頂部の曲げ半径が小さくなり、コイルエンドの膨らみが抑制され、コイルエンドの小型化が図られる。
第１巻線ブロック３２と第２巻線ブロック３３が渡り線３４により連結されて一続きに構成されている。そこで、電機子鉄心１１に装着する巻線体３１の数が増加せず、巻線体３１を電機子鉄心１１に装着する工程が増大しないので、生産性の低下が抑制される。さらに、巻線群が径方向に２層に配置されている特許文献２に比べて、他相と接触する箇所が少なくなり、高電圧で使用する場合でも、絶縁破壊のリスクを低減することができる。
【００５７】
巻線体３１の第１頂部３２ｄ１および第２頂部３３ｄ１が、それぞれ、軸方向に２層に重なって、周方向に相対して、かつ隣接して平行に配列されているので、隣接する他の巻線体３１の第１頂部３２ｄ１および第２頂部３３ｄ１との間隔を広くとることができ、絶縁性、組立性および冷却性が向上する。また、巻線体３１の第３頂部３２ｄ２および第４頂部３３ｄ２が、周方向に相対して、かつ隣接して平行に配列されているので、隣接する他の巻線体３１の第３頂部３２ｄ２および第４頂部３３ｄ２との間隔を広くとることができ、絶縁性、組立性および冷却性が向上する。
【００５８】
巻線体３１の第１および第２斜辺部３２ｃ１，３３ｃ１が、径方向からみて重なるように形成されているので、隣接する他の巻線体３１の第１および第２斜辺部３２ｃ１，３３ｃ１との間隔を広くとることができ、絶縁性、組立性および冷却性が向上する。また、巻線体３１の第３および第４斜辺部３２ｃ２，３３ｃ２が、径方向からみて重なるように形成されているので、隣接する他の巻線体３１の第３および第４斜辺部３２ｃ２，３３ｃ２との間隔を広くとることができ、絶縁性、組立性および冷却性が向上する。
【００５９】
なお、上記実施の形態２では、２ターンの第１巻線ブロックと２ターンの第２巻線ブロックにより４ターンの巻線体を構成しているが、１ターンの第１巻線ブロックと３ターンの第２巻線ブロックにより４ターンの巻線体を構成してもよい。また、上記実施の形態２では、巻線体が４ターンに構成されているが、巻線体は３ターン、あるいは５ターン以上でもよい。
【００６０】
ここで、ｍターンの第１巻線ブロックとｎターンの第２巻線ブロックから構成されている巻線体の構造について説明する。なお、第１巻線ブロックが、ａスロット角度間隔離れた一方のスロットの底部側から第（ｍ＋２ｎ＋１）層から第（２ｍ＋２ｎ）層と、他方のスロットの底部側から第（ｎ＋１）層から第（ｍ＋ｎ）層に収納され、第２巻線ブロックが、ａスロット角度間隔離れた一方のスロットの底部側から第（ｍ＋ｎ＋１）層から第（ｍ＋２ｎ）層と、他方のスロットの底部側から第１層から第ｎ層に収納されているとする。但し、ａは２以上の自然数、ｍは１以上の自然数、ｎは１以上の自然数、かつ（ｍ＋ｎ）は３以上である。
【００６１】
第１巻線ブロックは、軸方向一端側では、一方のスロットの第（ｍ＋２ｎ＋ｘ１）層の第１直線部の一端と他方のスロットの第（ｍ＋ｎ＋１−ｘ１）層の第２直線部の一端をそれぞれ第１コイルエンド部で連結し、軸方向他端側では、一方のスロットの第（ｍ＋２ｎ＋ｘ２）層の第１直線部の他端と他方のスロットの第（ｍ＋ｎ−ｘ２）層の第２直線部の他端をそれぞれ第３コイルエンド部で連結してｍターンに構成される。但し、ｘ１は１以上、ｍ以下の自然数であり、ｘ２＝ｘ１−１である。そして、軸方向一端側では、第１コイルエンド部の第１頂部は、ｘ１が大きい順に上層に位置するように、軸方向に重なってｘ１層に配列されている。軸方向他端側では、第３コイルエンド部の第３頂部は、ｘ２が大きい順に上層に位置するように、軸方向に重なってｘ２層に配列されている。
【００６２】
第２巻線ブロックは、軸方向一端側では、一方のスロットの第（ｍ＋ｎ＋ｙ１）層の第３直線部の一端と他方のスロットの第（ｎ＋１−ｙ１）層の第４直線部の一端をそれぞれ第２コイルエンド部で連結し、軸方向他端側では、一方のスロットの第（ｍ＋ｎ＋１＋ｙ２）層の第３直線部の他端と他方のスロットの第（ｎ＋１−ｙ２）層の第４直線部の他端をそれぞれ第４コイルエンド部で連結してｎターンに構成される。但し、ｙ１は１以上、ｎ以下の自然数であり、ｙ２＝ｙ１−１である。そして、軸方向一端側では、第２コイルエンド部の第２頂部は、ｙ１が大きい順に上層に位置するように、軸方向に重なってｙ１層に配列されている。軸方向他端側では、第４コイルエンド部の第４頂部は、ｙ２が大きい順に上層に位置するように、軸方向に重なってｙ２層に配列されている。
【００６３】
第１巻線ブロックと第２巻線ブロックは、一方のスロットの第（ｍ＋ｎ＋１）層の第３直線部の他端と他方のスロットの第（ｍ＋ｎ）層の第２直線部の他端とが渡り線により一続きに連結され、巻線体を構成する。軸方向一端側では、軸方向にｘ１層に配列した第１頂部と軸方向にｙ１層に配列した第２頂部とが、周方向に相対して、かつ隣接して平行に配列され、第１および第２頂部と第１から第４直線部を連結する第１および第２斜辺部が径方向から見て重なっている。また、軸方向他端側では、軸方向にｘ２層に配列した第３頂部と軸方向にｙ２層に配列した第４頂部とが、周方向に相対して、かつ隣接して平行に配列され、渡り線の中間頂部が第３頂部と第４頂部の内径側を通り、第３、第４および中間頂部と第１から第４直線部を連結する第３および第４斜辺部が径方向から見て重なっている。さらに、一方のスロットの第（２ｍ＋２ｎ）層の第１直線部の他端と他方のスロットの第１層の第４直線部の他端から端子部が延び出ている。
【００６４】
実施の形態３．
図２４はこの発明の実施の形態３に係るリニアモータを示す平面図、図２５はこの発明の実施の形態３に係るリニアモータにおける電機子を示す斜視図、図２６はこの発明の実施の形態３に係るリニアモータにおける電機子を示す分解斜視図である。
【００６５】
図２５において、電気機械としてのリニアモータ１１０は、直線状のフレーム４０と、フレーム４０に固着された電機子５０と、フレーム４０の上面に固着されたガイド４１に嵌合されて、ガイド４１の長さ方向に移動可能な被ガイド部４２と、固定アーム４３を介して被ガイド部４２に連結され、ガイド４１の長さ方向に移動可能にフレーム４０に支持された可動部４５と、を備えている。
【００６６】
電機子５０は、図２５および図２６に示されるように、電機子鉄心５１と、電機子鉄心５１に装着された電機子巻線５３と、電機子鉄心５１と電機子巻線５３との電気的絶縁を確保するスロットセル１３と、を備えている。
【００６７】
電機子鉄心５１は、直線状のヨーク部５１ａと、それぞれ、ヨーク部５１ａの側壁面から垂直に突出して、長さ方向に等間隔に複数配列されたティース５１ｂと、を備えている。そして、ティース５１ｂ間に構成される空間が、スロット５２となる。
【００６８】
巻線体３１Ａは、矩形断面の導体線１９を４回巻回して作製された分布巻きの重ね巻き巻線であり、１列に配列された４本の第１および第３直線部３２ａ，３３ａと、１列に配列された４本の第２および第４直線部３２ｂ，３３ｂとが平行となっている点、および矩形断面の導体線１９を用いている点を除いて、上記実施の形態２における巻線体３１と同様に構成されている。
電機子巻線５３は、巻線体３１Ａを６スロット角度間隔離れたスロット５２の対に装着して、１スロットピッチで配列して構成されている。そして、スロットセル１３がスロット５２のそれぞれに装着されている。
【００６９】
可動部４５は、固定アーム４３に固着された鉄心４６と、鉄心４６の一側に一定のピッチで埋設されて磁極を構成する永久磁石４７と、を備えた永久磁石式の可動部であり、鉄心４６の永久磁石４７の埋設側を電機子５０のティース５１ｂに向けて配設される。なお、可動部は、永久磁石式に限定されず、鉄心にスロットを一定のピッチで複数形成し、絶縁しない導体バーを各スロットに収納して、両側を短絡環で短絡したかご形の可動部でもよい。
【００７０】
この実施の形態３においても、巻線体３１Ａが、径方向に第１巻線ブロック３２と第２巻線ブロック３３とに分けて構成されている。そこで、頭頂部の曲げ半径が小さくなり、コイルエンドの膨らみが抑制され、コイルエンドの小型化が図られる。
第１巻線ブロック３２と第２巻線ブロック３３が渡り線３４により連結されて一続きに構成されている。そこで、電機子鉄心１１に装着する巻線体３１の数が増加せず、巻線体３１を電機子鉄心１１に装着する工程が増大しないので、生産性の低下が抑制される。さらに、巻線群が径方向に２層に配置されている特許文献２に比べて、他相と接触する箇所が少なくなり、高電圧で使用する場合でも、絶縁破壊のリスクを低減することができる。
【００７１】
巻線体３１の第１頂部３２ｄ１および第２頂部３３ｄ１が、それぞれ、軸方向に２層に重なって、スロット配列方向に相対して、かつ隣接して平行に配列されているので、隣接する他の巻線体３１の第１頂部３２ｄ１および第２頂部３３ｄ１との間隔を広くとることができ、絶縁性、組立性および冷却性が向上する。また、巻線体３１の第３頂部３２ｄ２および第４頂部３３ｄ２が、スロット配列方向に相対して、かつ隣接して平行に配列されているので、隣接する他の巻線体３１の第３頂部３２ｄ２および第４頂部３３ｄ２との間隔を広くとることができ、絶縁性、組立性および冷却性が向上する。
【００７２】
巻線体３１の第１および第２斜辺部３２ｃ１，３３ｃ１が、スロット深さ方向から見て重なるように形成されているので、隣接する他の巻線体３１の第１および第２斜辺部３２ｃ１，３３ｃ１との間隔を広くとることができ、絶縁性、組立性および冷却性が向上する。また、巻線体３１の第３および第４斜辺部３２ｃ２，３３ｃ２が、スロット深さ方向からみて重なるように形成されているので、隣接する他の巻線体３１の第３および第４斜辺部３２ｃ２，３３ｃ２との間隔を広くとることができ、絶縁性、組立性および冷却性が向上する。
【００７３】
ここで、巻線体３１Ａの製造方法について、図２７を参照しつつ説明する。図２７はこの発明の実施の形態３に係るリニアモータの電機子巻線を構成する巻線体の製造方法を説明する図である。
【００７４】
まず、図２７の（ａ）に示されるように、導体線１９をＵ字状の折り曲げ、中間頂部３４ａと斜辺部３４ｂを成形する。ついで、中間頂部３４ａを有するコイルエンド部からの導体線１９の両延長部の端部側を、中間頂部３４ａを有するコイルエンド部に略直交し、かつ両延長部をそれぞれ含む第１および第２平面内で、それぞれ逆回りに、Ｕ字状に３回折り曲げて、図２７の（ｂ）に示されるように、楕円状に、かつ逆回りに２ターン巻回された第１巻線部と第２巻線部が渡り線３４で連結された中間巻線体３６を作製する。
【００７５】
この中間巻線体３６では、第１平面内でのＵ字状の折り曲げ部が第１頂部３２ｄ１および第３頂部３２ｄ２となり、第１頂部３２ｄ１と第３頂部３２ｄ２の端部間を結ぶ直線の一部が第１および第２直線部３２ａ，３２ｂとなり、第１頂部３２ｄ１と斜辺部２４ｂの端部間を結ぶ直線の一部が第２直線部３２ｂとなる。また、第２平面内でのＵ字状の折り曲げ部が第２頂部３３ｄ１および第４頂部３３ｄ２となり、第２頂部３３ｄ１と第４頂部３３ｄ２の端部間を結ぶ直線の一部が第３および第４直線部３３ａ，３３ｂとなり、第２頂部３３ｄ１と斜辺部２４ｂの端部間を結ぶ直線の一部が第３直線部３３ａとなる。
【００７６】
ついで、第１直線部３２ａを把持し、第２直線部３２ｂを把持し、第３直線部３３ａを把持し、第４直線部３３ｂを把持する。そして、図２７に（ｂ）に矢印で示されるように、第２直線部３２ｂおよび第３直線部３３ａを固定し、第１直線部３２ａを第３直線部３３ａ側に移動させ、第４直線部３３ｂを第２直線部３２ｂ側に移動させる。このとき、第１頂部３２ｄ１を把持し、第２頂部３３ｄ１を把持して、互いに接近するように移動させる。同様に、第３頂部３２ｄ２を把持し、第４頂部３３ｄ２を把持して、互いに接近するように移動させる。これにより、図２７の（ｃ）に示されるように、第１巻線ブロック３２と第２巻線ブロック３３を渡り線３４により連結して一続きに構成された巻線体３１Ａが作製される。
【００７７】
なお、上記各実施の形態では、巻線体が６スロット角度間隔離れたスロット対に装着されているが、巻線体が装着されるスロット対の間隔は、６スロット角度間隔に限定されず、２スロット角度間隔以上でればよい。
【符号の説明】
【００７８】
１０，１０Ａ  電機子、１１  電機子鉄心、１１ｂ  ティース、１２  スロット、１９  導体線、２０，２０Ａ  電機子巻線、２１  巻線体、２２  第１巻線ブロック、２２ａ  第１直線部、２２ｂ  第２直線部、２２ｃ  第１斜辺部（第１コイルエンド部）、２２ｄ  第１頂部（第１コイルエンド部）、２２ｅ  端子部、２３  第２巻線ブロック、２３ａ  第３直線部、２３ｂ  第４直線部、２３ｃ  第２斜辺部（第２コイルエンド部）、２３ｄ  第２頂部（第２コイルエンド部）、２３ｅ  端子部、２４  渡り線（コイルエンド部）、２４ａ  中間頂部、２４ｂ  斜辺部、２５  中間巻線体、３１，３１Ａ  巻線体、３２  第１巻線ブロック、３２ａ  第１直線部、３２ｂ  第２直線部、３２ｃ１  第１斜辺部（第１コイルエンド部）、３２ｃ２  第３斜辺部（第３コイルエンド部）、３２ｄ１  第１頂部（第１コイルエンド部）、３２ｄ２  第３頂部（第３コイルエンド部）、３２ｅ  端子部、３３  第２巻線ブロック、３３ａ  第３直線部、３３ｂ  第４直線部、３３ｃ１  第２斜辺部（第２コイルエンド部）、３３ｃ２  第４斜辺部（第４コイルエンド部）、３３ｄ１  第２頂部（第２コイルエンド部）、３３ｄ２  第４頂部（第４コイルエンド部）、３３ｅ  端子部、３４  渡り線（コイルエンド部）、３４ａ  中間頂部、３４ｂ  斜辺部、３５，３６  中間巻線体、５０  電機子、５１  電機子鉄心、５１ｂ  ティース、５２  スロット、５３  電機子巻線、１００  回転電機、１１０  リニアモータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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