(57)【要約】  ２ターン以上のコイルで、第１〜第４導体線（３１ａ）〜（３１ｄ）としてスロット（１５）に配置され、第３導体線（３１ｃ）と第４導体線（３１ｄ）から引き出される第１端末部（３５ａ）と第２端末部（３５ｂ）が形成された第１分割コイル（３０）と、第１分割コイル（３０）から０．５ターン減じた巻数のコイルで、第１〜第３導体線（４１ａ）〜（４１ｃ）としてスロット（１５）に配置され、第３導体線（４１ｃ）から引き出される第１端末部（４５ａ）が形成された第２分割コイル（４０）と、１ターンのコイルであって、第４導体線（５１ｄ）（５２ｄ）としてスロット（１５）に配置され、第４導体線（５１ｄ）（５２ｄ）の両端部からそれぞれ外部に引き出される第１端末部（５５ａ）と第２端末部（５５ｂ）が形成されたジョイントコイル（５０）と、を組み合わせ、これらのコイルの端末部を選択的に接合して固定子コイル（１２）を構成する。
2017217271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子コイルを収納する複数のスロットが形成された円環状の固定子鉄心を有し、上記スロットに収納された上記固定子コイルは、各相ごとに複数に分割されたコイルを接続して構成されている回転電機の固定子であって、
各相の上記固定子コイルは、
Ｍターン（Ｍは２以上の整数）以上のコイルであって、上記固定子鉄心の径方向において第１導体線から第（２×Ｍ）導体線までの（２×Ｍ）本の導体線が上記スロットに配置されるとともに、第（２×Ｍ−１）導体線と第（２×Ｍ）導体線からそれぞれ上記スロットの外部に引き出される第１端末部と第２端末部が形成された第１分割コイルと、
上記第１分割コイルから０．５ターン減じた巻数のコイルであって、上記固定子鉄心の径方向において第１導体線、第２導体線、第（２×Ｍ−１）導体線として上記スロットに配置されるとともに、上記第（２×Ｍ−１）導体線から上記スロットの外部に引き出される第１端末部が形成された第２分割コイルと、
１ターンのコイルであって、上記固定子鉄心の径方向において第（２×Ｍ）導体線として上記スロットに配置されるとともに、上記第（２×Ｍ）導体線の両端部からそれぞれ上記スロットの外部に引き出される第１端末部と第２端末部が形成されたジョイントコイルと、
を組み合わせ、上記第１分割コイルの上記第１端末部および上記第２端末部、上記第２分割コイルの上記第１端末部、並びに上記ジョイントコイルの上記第１端末部および上記第２端末部を選択的に接合して構成されている回転電機の固定子。
【請求項２】
相数をＰ、スロット数をＮとしたとき、１相分の上記固定子コイルは、上記第１分割コイルを｛（Ｎ／Ｐ）−２｝個、上記第２分割コイルを２個、上記ジョイントコイルを１個で構成されている請求項１に記載の回転電機の固定子。
【請求項３】
上記第１導体線は上記固定子鉄心の上記スロットの最内周に配置される請求項１または請求項２に記載の回転電機の固定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コイルエンド部とモータフレームとの絶縁距離を確保しながらコイルエンド部の軸方向の高さを低くして製品を小型にすることのできる回転電機の固定子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転電機の固定子コイルの巻線方法には、各磁極に集中してコイルを巻線する集中巻方式と、複数の磁極を跨いで巻線する分布巻方式がある。集中巻方式に対し、分布巻方式は、回転磁界の分布が滑らかになるので、回転電機の運転時の振動を低減できるというメリットがある。【０００３】
ところで、分布巻方式で巻線した固定子コイルのコイルエンド部においては、複数のワイヤ同士が重なってしまうためにコイルエンド部が軸方向に高くなってしまい、回転電機の小型化には障害となっていた。【０００４】
そこで、分布巻方式におけるコイルエンド部でのワイヤ同士の重なり方を最適化して、重なり合うワイヤ間に生じる隙間を最小限にし、コイルエンド部の高さの低減を図る手段の一つとして、下記の巻線方法がある。この巻線方法は、最初は、各々１相分の固定子コイルについて、各固定子コイルを複数のコイルに分割しておき、固定子鉄心に組み付けた後でこれらの分割コイル同士を接合するという方法である。【０００５】
すなわち、この巻線方法は、それぞれの分割コイルのコイルエンド部となる部分を、複数のコイル同士が重なったときに隙間が最小限になるような形状に予め成形しておき、それらをコアに組み付けることでコイルエンド部内での無駄な隙間を減らし、コイルエンド部の高さの低減を図っている。【０００６】
この場合、分割せずに最適なコイルエンドの形状としつつ一体のコイルとすると、コアに組み付けることが極めて困難であるため、複数のコイルに分割することで最適形状での組み立てを可能としている。【０００７】
この方法を採用すると、組み立て後に分割コイルを接合して固定子コイルを構成することになるが、その際、接合部分が高くなると、これに伴ってコイルエンドの高さも高くなり、回転電機の軸方向長さが長くなってしまうという問題がある。【０００８】
その対策として、従来技術では、分割コイル同士の接合部をコイルエンドの内径側および外径側にそれぞれ配して接合部の位置を径方向に広げることで軸方向に高くならないようにした構成のものが提案されている（例えば、下記の特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開番号ＷＯ２０１５／０２９５７９Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記の特許文献１記載の従来技術では、分割コイル同士の接合部分が軸方向に高くなるのをある程度まで抑えることができるものの、コイルエンドの外径からモータフレームまでの距離が近くなる。これに伴って、特にバックヨークの肉厚が薄い場合には、分割コイルの接合部とモータフレームとの距離も近くなる。この場合、分割コイルの接合部は絶縁被膜で覆われていないため、結果的に分割コイルの接合部とモータフレームとの絶縁距離を十分に確保できないという課題がある。【００１１】
そして、このように十分な絶縁距離が確保できない場合には、分割コイルの接合部を絶縁性の塗料で覆う、あるいは分割コイルの接合部とモータフレームとの間に樹脂等の絶縁性の素材からなる部材を配置する必要があり、いずれの場合もコストの増加となる。【００１２】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、分割コイルの接合部の軸方向の高さを抑えつつ、コイル端末部同士の接合部とモータフレームとの絶縁距離を十分に確保することができる回転電機の固定子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】
【００１３】
この発明は、固定子コイルを収納する複数のスロットが形成された円環状の固定子鉄心を有し、上記スロットに収納された上記固定子コイルは、各相ごとに複数に分割されたコイルを接続して構成されている回転電機の固定子であって、
各相の上記固定子コイルは、
Ｍターン（Ｍは２以上の整数）以上のコイルであって、上記固定子鉄心の径方向において第１導体線から第（２×Ｍ）導体線までの（２×Ｍ）本の導体線が上記スロットに配置されるとともに、第（２×Ｍ−１）導体線と第（２×Ｍ）導体線からそれぞれ上記スロットの外部に引き出される第１端末部と第２端末部が形成された第１分割コイルと、
上記第１分割コイルから０．５ターン減じた巻数のコイルであって、上記固定子鉄心の径方向において第１導体線、第２導体線、第（２×Ｍ−１）導体線として上記スロットに配置されるとともに、上記第（２×Ｍ−１）導体線から上記スロットの外部に引き出される第１端末部が形成された第２分割コイルと、
１ターンのコイルであって、上記固定子鉄心の径方向において第（２×Ｍ）導体線として上記スロットに配置されるとともに、上記第（２×Ｍ）導体線の両端部からそれぞれ上記スロットの外部に引き出される第１端末部と第２端末部が形成されたジョイントコイルと、を組み合わせ、上記第１分割コイルの上記第１端末部および上記第２端末部、上記第２分割コイルの上記第１端末部、並びに上記ジョイントコイルの上記第１端末部および上記第２端末部を選択的に接合して構成されている。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、固定子の軸方向において分割された各コイルの接合部がコイルエンドと重なりあうことがないので、軸方向の高さを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施の形態１に係る回転電機の回転軸の方向に沿った断面模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子の要部断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子の固定子コイルを構成する第１分割コイルを示すもので、図３（ａ）はその正面図、図３（ｂ）はその平面図である。
【図４】図３に示す一つの第１分割コイルが固定子鉄心に配置された状態を示す模式図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子の固定子コイルを構成する第２分割コイルを示す正面図である。
【図６】図５に示す一つの第２分割コイルが固定子鉄心に配置された状態を示す模式図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子の固定子コイルを構成するジョイントコイルの正面図である。
【図８】図７に示す一つのジョイントコイルが固定子鉄心に配置された状態を示す模式図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る固定子の固定子コイルを１相分だけ表した斜視図である。
【図１０】図９の固定子の固定子鉄心を非表示として固定子コイルを１相分だけ取り出して示す斜視図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る１相分の固定子コイルの接続状態を模式的に表した図である。
【図１２】この発明の実施の形態１に係る固定子の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の断面模式図であり、図２は図１の回転電機の固定子の要部断面図である。
【００１７】
実施の形態１における回転電機１００は、固定子１０と、回転子２０と、固定子１０および回転子２０を内部に保持する略円筒形のモータフレーム（以下、単にフレームと称す）３を有する。
【００１８】
回転子２０は、回転軸２１に固定された略円筒形の回転子鉄心２２と、回転子鉄心２２の外周面に取り付けられた永久磁石２３とを備えている。一方、固定子１０は、略円筒形であり、固定子鉄心１１と、固定子鉄心１１に巻回される固定子コイル１２とからなる。また、フレーム３は、固定子１０および回転子２０を機械的に保持し、かつ固定子１０の放熱経路となるものであり、一般的には鉄やアルミニウム等の金属素材が用いられる。
【００１９】
そして、固定子１０はフレーム３の内側に嵌合、固定されており、フレーム３に対して軸受５によって回転軸２１が回転可能に支持された回転子２０と組み合わされて回転電機１００が構成されている。
【００２０】
上記の固定子鉄心１１は、一般的には鉄系の材料からなる薄板の磁性板を複数枚積層して構成されており、円環状のバックヨーク１１ｂと、このバックヨーク１１ｂの内側に嵌合された内側鉄心１１ａとからなる。
【００２１】
内側鉄心１１ａは、周方向に沿って等間隔で、径方向外方に放射状に突出した複数のティース１４が形成されている。また、内側鉄心１１ａは、各ティース１４の内周側の先端の互いに隣接する部分を一体的に結合する円環状の連結部１１ｃを有する。そして、周方向において互いに隣り合うティース１４の間には固定子コイル１２が収納されるスロット１５が形成されている。
【００２２】
この実施の形態１における回転電機は６相で、固定子１０のスロット１５の数は４８スロットであり、したがって、１スロット分の角度ピッチは３６０／４８＝７．５°である。
【００２３】
また、固定子コイル１２は、複数の磁極を跨いで巻線する分布巻方式が採用されている。各々のスロット１５に着目すると、各スロット１５内には、図２に示すように、固定子鉄心１１の径方向の内周側から外周側に沿って、第１導体線１２ａ、第２導体線１２ｂ、第３導体線１２ｃ、第４導体線１２ｄと、４本の導体線が順次配置されている。
【００２４】
また、各々の相の固定子コイル１２は、６個の第１分割コイル３０、２個の第２分割コイル４０、および１個のジョイントコイル５０を組み合わせて構成されている。よって、次に、第１分割コイル３０、第２分割コイル４０、およびジョイントコイル５０の具体的な構成、およびスロット１５内に配置される各導体線１２ａ〜１２ｄとの関係について、次に説明する。
【００２５】
（１）第１分割コイル３０の構成
図３は固定子コイル１２を構成する基本形状の第１分割コイル３０を示すもので、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は平面図である。
【００２６】
ここでは、第１分割コイル３０として２ターン（２回巻）分を示している。第１分割コイル３０は１本の導体線を成形して構成されたものであり、第１端末部３５ａ、第２端末部３５ｂ、およびそれらの間で亀甲状に巻回された中間部分からなり、図３（ｂ）に示すように、形状全体が固定子鉄心１１の周方向に沿って円弧状に湾曲して形成される。
【００２７】
そして、亀甲状の中間部分は、固定子鉄心１１のスロット１５内に挿入される第１スロット部３１と第２スロット部３２、並びに第１スロット部３１および第２スロット部３２を固定子鉄心１１の軸方向の外側の位置で連結する第１コイルエンド部３３および第２コイルエンド部３４を備えている。
【００２８】
この場合、第１分割コイル３０は２ターン（２回巻）分形成されているので、第１スロット部３１は２本の導体線３１ａ、３１ｃからなり、第２スロット部３２は２本の導体線３２ｂ、３２ｄからなる。また、第１コイルエンド部３３は１本の導体線からなり、第２コイルエンド部３４は２本の導体線からなる。
【００２９】
そして、第１端末部３５ａは第３導体線３１ｃの延長上に、第２端末部３５ｂは第４導体線３２ｄの延長上にそれぞれ存在している。また、第１端末部３５ａおよび第２端末部３５ｂ側に位置する第１コイルエンド部３３は、第１スロット部３１の第１導体線３１ａと第２スロット部３２の第２導体線３２ｂとの間を結んでいる。また、第１コイルエンド部３３とは軸方向の反対側に位置する第２コイルエンド部３４は、第１導体線３１ａと第４導体線３２ｄとの間、および第２導体線３２ｂと第３導体線３１ｃとの間をそれぞれ結んでいる。
【００３０】
なお、図３に示した第１分割コイル３０の第１スロット部３１と第２スロット部３２の第１〜第４の導体線３１ａ、３１ｃ、３２ｂ、３２ｄと、先の図２に示したスロット１５内の径方向に沿って内周側から外周側に向かう第１〜第４の導体線１２ａ〜１２ｄとの配置関係は、第１導体線３１ａが第１導体線１２ａに、第３導体線３１ｃが第３導体線１２ｃに、第２導体線３２ｂが第２導体線１２ｂに、第４導体線３２ｄが第４導体線１２ｄにそれぞれ対応している。
【００３１】
ここで、上記の第１スロット部３１および第２スロット部３２は、６スロット分の間隔を保って形成されている。すなわち、この実施の形態１では、スロット１５の数は４８スロットなので、第１スロット部３１および第２スロット部３２は６スロット分だけ離れた位置にあるスロット１５に組み付けられる。この場合、１スロット分の角度ピッチは３６０／４８＝７．５°であり、第１スロット部３１と第２スロット部３２の間の角度ピッチは７．５×６＝４５°である。
【００３２】
さらに、図３（ｂ）に示すように、第１スロット部３１と第１端末部３５ａとは周方向において互いにＵスロット分（角度ピッチ：７．５°×Ｕ）だけ離れて形成されている。また、第２スロット部３２と第２端末部３５ｂとは周方向において互いにＶスロット分（角度ピッチ：７．５°×Ｖ）だけ離れて形成されている。この場合、Ｕ＋Ｖ＝６であり６スロット分（角度ピッチ：４５°）となる。
【００３３】
次に、この第１分割コイル３０が固定子鉄心１１のスロット１５に配置される場合の各導体線３１ａ、３１ｃ、３２ｂ、３２ｄとスロット１５との互いの位置関係について、図４を用いて具体的に説明する。
【００３４】
図４は一つの第１分割コイル３０が固定子鉄心１１に配置された状態を示す模式図である。図４は、実際には円筒形である固定子鉄心１１を直線状に展開したものであり、第１端末部３５ａおよび第２端末部３５ｂが突出している側の軸方向から見た平面図である。なお、図４において、上側が固定子鉄心１１の内周側、下側が外周側である。
【００３５】
固定子鉄心１１の一つのスロット１５内（例えば図４のスロット１５Ａ内）には第１分割コイル３０の第１導体線３１ａと第３導体線３１ｃが配置され、その配置箇所から６スロット分離れたスロット１５内（例えば図４のスロット１５Ｂ内）には同じ第１分割コイル３０の第２導体線３２ｂと第４導体線３２ｄが配置される。
【００３６】
第１コイルエンド部３３は、第１端末部３５ａおよび第２端末部３５ｂの突出している側において、第１導体線３１ａと第２導体線３２ｂとを固定子鉄心１１の軸方向の外部において互いに連結している。
【００３７】
また、第２コイルエンド部３４は、図中破線で示すように、第１コイルエンド部３３とは軸方向の反対側の箇所において、第１導体線３１ａと第４導体線３２ｄ、および第２導体線３２ｂと第３導体線３１ｃを、固定子鉄心１１の軸方向の外部において互いに連結している。
【００３８】
第１端末部３５ａは、第３導体線３１ｃが配置されたスロット１５（例えば図４のスロット１５Ａ）の位置から固定子鉄心１１の外部においてＵスロット分だけ離れた箇所に位置する。同様に、第２端末部３５ｂは、第４導体線３２ｄが配置されたスロット１５（例えば図４のスロット１５Ｂまたはスロット１５Ｃ）の位置から固定子鉄心１１の外部において第１端末部３５ａとは周方向において逆向きにＶスロット分離れた箇所に位置する。
【００３９】
（２）第２分割コイル４０の構成
図５は固定子コイル１２を構成する第２分割コイル４０を示す正面図である。
【００４０】
図３に示した第１分割コイル３０の構成と比較した場合、第２分割コイル４０は、第１分割コイル３０に存在する第４導体線３２ｄが省略されており、第１分割コイル３０の巻数を０．５ターン減じた構成となっている。そして、第２分割コイル４０は、第１分割コイル３０と同様、形状全体が固定子鉄心１１の周方向に沿って円弧状に湾曲して形成される。
【００４１】
すなわち、第２分割コイル４０は、第１分割コイル３０と同様に、第１スロット部４１と第２スロット部４２の２つのスロット部を有する。そして、この第２分割コイル４０においても、第１分割コイル３０と同様に、第１スロット部４１および第２スロット部４２は、互いに６スロット分の間隔を保って形成されている。ただし、この第２分割コイル４０の場合、第１スロット部４１は、第１導体線４１ａと第３導体線４１ｃの２本の導体線からなるが、第２スロット部４２は、第４導体線が存在しないために１本の第２導体線４２ｂのみとなっている。
【００４２】
また、この第２分割コイル４０は、第１端末部４５ａと第２端末部４５ｂを有し、第１端末部４５ａは第３導体線４１ｃの延長上に存在するとともに、第２端末部４５ｂは第１導体線４１ａの延長上に存在している。そのため、第２端末部４５ｂは、第１端末部４５ａとは反対側の向きに突出している。
【００４３】
第１端末部４５ａ側に位置する第１コイルエンド部４３は、第１分割コイル３０と同様に、第１導体線４１ａと第２導体線４２ｂを結んでいる。一方、第１コイルエンド部４３とは反対側に位置する第２コイルエンド部４４は、第１分割コイル３０とは異なり、１本のみで第２導体線４２ｂと第３導体線４１ｃとを結んでいる。
【００４４】
第１スロット部４１と第２スロット部４２は、６スロット分（角度ピッチ：４５°）の間隔を保って形成されている。さらに、第１スロット部４１と第１端末部４５ａとは周方向においてＵスロット（角度ピッチ：７．５°×Ｕ）分だけ離れて形成されている。
【００４５】
なお、ここで、図５に示した第２分割コイル４０の第１スロット部４１と第２スロット部４２の各導体線４１ａ、４１ｃ、４２ｂと、先の図２に示したスロット１５内の径方向に沿って内周側から外周側に向かう第１〜第３の導体線１２ａ〜１２ｃとの配置関係は、第１導体線４１ａが第１導体線１２ａに、第３導体線４１ｃが第３導体線１２ｃに、第２導体線４２ｂが第２導体線１２ｂに、それぞれ対応している。
【００４６】
次に、この第２分割コイル４０が固定子鉄心１１のスロット１５に配置される場合の各導体線４１ａ、４１ｃ、４２ｂとスロット１５との互いの位置関係について、図６を用いて具体的に説明する。
【００４７】
図６は一つの第２分割コイル４０が固定子鉄心１１に配置された状態を示す模式図である。図６は、実際には円筒形である固定子鉄心１１を直線状に展開したものであり、第１端末部４５ａが突出している側の軸方向から見た平面図である。なお、図６において、上方側が固定子鉄心１１の内周側、下方側が外周側である。
【００４８】
第１スロット部４１の第１導体線４１ａおよび第３導体線４１ｃと、第２スロット部４２の第２導体線４２ｂとは６スロット分（角度ピッチ：４５°）離れて配置されている。
【００４９】
第１コイルエンド部４３は、第１端末部４５ａの突出している側において、第１導体線４１ａと第２導体線４２ｂとを固定子鉄心１１の軸方向の外部において互いに連結している。
【００５０】
また、第２コイルエンド部４４は、図中破線で示すように、第１コイルエンド部４３とは軸方向の反対側の箇所において、第２導体線４２ｂと第３導体線４１ｃを、固定子鉄心１１の軸方向の外部において互いに連結している。
【００５１】
また、第１端末部４５ａは、第３導体線４１ｃが配置されたスロット１５の位置から固定子鉄心１１の外部においてＵスロット分だけ離れた箇所に位置する。また、第２端末部４５ｂは、第２コイルエンド部４４側の第１導体線４１ａの延長上の途中で固定子鉄心１１の軸方向外側に１相分の固定子コイル１２の接続端子として突出されている。
【００５２】
（３）ジョイントコイルの構成
図７は各相の固定子コイル１２に１個ずつ含まれるジョイントコイル５０を示す正面図である。
【００５３】
ジョイントコイル５０は、１ターンのコイルであり、２つのスロット部つまり第１スロット部５１および第２スロット部５２を有している。第１スロット部５１および第２スロット部５２は、それぞれ１本の第４導体線５１ｄ、５２ｄで構成されている。そして、これらの第４導体線５１ｄ、５２ｄが第２コイルエンド部５４により連結されている。この場合も、ジョイントコイル５０の形状全体が固定子鉄心１１の周方向に沿って円弧状に湾曲して形成される。
【００５４】
そして、第１スロット部５１および第２スロット部５２は、上記の第１分割コイル３０および第２分割コイル４０の場合と同様に、６スロット分（角度ピッチ：４５°）の間隔を保って形成されている。
【００５５】
また、第４導体線５１ｄの延長上の第１端末部５５ａは、当該第４導体線５１ｄから周方向にＶスロット分（角度ピッチ：７．５°×Ｖ）離れている。同様に、第４導体線５２ｄの延長上の第２端末部５５ｂは、当該第４導体線５２ｄから周方向にＶスロット分（角度ピッチ：７．５°×Ｖ）離れている。
【００５６】
なお、第４導体線５１ｄおよび５２ｄは、先の図２に示したスロット１５内の各導体線１２ａ〜１２ｄとの配置関係では、径方向の最も外周側に位置する第４導体線１２ｄに対応している。
【００５７】
次に、このジョイントコイル５０が固定子鉄心１１のスロット１５に配置される場合の第４導体線５１ｄおよび５２ｄとスロット１５との互いの位置関係について、図８を用いて具体的に説明する。
【００５８】
図８は一つのジョイントコイル５０が固定子鉄心１１に配置された状態を示す模式図である。図８は、実際には円筒形である固定子鉄心１１を直線状に展開したものであり、第１端末部５５ａおよび第２端末部５５ｂが突出している側の軸方向から見た平面図である。なお、図８において、上方側が固定子鉄心１１の内周側、下方側が外周側である。
【００５９】
スロット１５内に配置される第１スロット部５１の第４導体線５１ｄと第２スロット部５２の第４導体線５２ｄとは６スロット分離れて配置されている。また、２本の第４導体線５１ｄおよび第４導体線５２ｄを結ぶ第２コイルエンド部５４は、第１端末部５５ａおよび第２端末部５５ｂの突出している側とは反対側において、図中破線で示すように固定子鉄心１１のバックヨーク１１ｂの上に引き回された上で第４導体線５１ｄおよび第４導体線５２ｄ同士を固定子鉄心１１の軸方向の外部において互いに連結している。なお、この第２コイルエンド部５４は、バックヨーク１１ｂから径方向の外側にはみ出すことはない。
【００６０】
また、第１端末部５５ａは、第４導体線５１ｄが配置されたスロット１５の位置から固定子鉄心１１の外部においてＶスロット分だけ離れた箇所に位置する。同様に、第２端末部５５ｂは、第４導体線５２ｄが配置されたスロット１５の位置から固定子鉄心１１の外部において第１端末部５５ａとは周方向において同じ向きにＶスロット分離れた箇所に位置する。
【００６１】
（４）固定子コイルの１相分の構成
図９は１相分の固定子コイルだけを表示し残りの他相分の固定子コイルを非表示とした場合の斜視図である。図９（ａ）は第１分割コイル３０、第２分割コイル４０、およびジョイントコイル５０の端末部側（Ａ側）を上にして見た斜視図である。図９（ｂ）は第１分割コイル３０、第２分割コイル４０、およびジョイントコイル５０の各端末部の配置側（Ａ側）を下にして見た斜視図である。また、図１０は図９（ａ）の状態において１相分の固定子コイルだけを表示し他相分の固定子コイルおよび固定子鉄心を非表示とした場合の斜視図である。
【００６２】
固定子１０のスロット数をＮ、固定子コイル１２の相数をＰとすると、１相当たりのスロット数はＮ／Ｐであり（Ｎは２Ｐで割り切れる）、このとき、１相分の固定子コイル１２は、第１分割コイル３０が｛（Ｎ／Ｐ）−２｝個、第２分割コイル４０が２個、ジョイントコイル５０が１個で構成される。
【００６３】
具体例として、この実施の形態１では４８スロットで、６相の場合を前提として説明しているので、１相分の固定子コイル１２は、第１分割コイル３０が（Ｎ／Ｐ）−２＝（４８／６）−２＝６個、第２分割コイル４０が２個、ジョイントコイル５０が１個で構成される。
【００６４】
この場合、２ターンのコイルである第１分割コイル３０は、第１スロット部３１および第２スロット部３２が固定子鉄心１１の周方向に沿って６スロットおきに順次６つ配置されており、それに引き続いて１．５ターンのコイルである第２分割コイル４０の第１スロット部４１および第２スロット部４２が周方向に沿って６スロットおきに２つ配置されている。
【００６５】
これにより、第２分割コイル４０の第２スロット部４２が配置された２箇所のスロット１５には図２の第１導体線１２ａ〜第３導体線１２ｃまでが配置され、それ以外のスロット１５には図２の第１導体線１２ａ〜第４導体線１２ｄまでが配置される。さらに第２分割コイル４０の第２スロット部４２、すなわち第２導体線４２ｂが配置されたスロット１５にはジョイントコイル５０の第４導体線５１ｄ、５２ｄがそれぞれ１つずつ配置される。これにより、各々のスロット１５には図２に示したように４本の第１導体線１２ａ〜第４導体線１２ｄが配置される。
【００６６】
ジョイントコイル５０は、第１分割コイル３０および第２分割コイル４０とは異なり、第２コイルエンド部５４は第１および第２スロット部５１、５２から固定子鉄心１１の軸方向外側において径方向外側に曲げられてバックヨーク１１ｂ上に配置される。
【００６７】
第１分割コイル３０の第２コイルエンド部３４および第２分割コイル４０の第２コイルエンド部４４は、それぞれ第３導体線３１ｃ、４１ｃに繋がる形状であるが、ジョイントコイル５０の第２コイルエンド部５４は、上記の第３導体線３１ｃ、４１ｃよりも外側に位置する第４導体線５１ｄ、５２ｄ同志を接続する形状であるため、ジョイントコイル５０の第２コイルエンド部５４の形状を、第１分割コイル３０の第２コイルエンド部３４または第２分割コイル４０の第２コイルエンド部４４の形状と同一にすることができない。
【００６８】
すなわち、第１分割コイル３０の第２コイルエンド部３４および第２分割コイル４０の第２コイルエンド部４４は共に同一形状にすることで周方向に並べて配置することを可能としているが、ジョイントコイル５０の第２コイルエンド部５４は、第１分割コイル３０の第２コイルエンド部３４および第２分割コイル４０の第２コイルエンド部４４とは形状が異なるので混在させることができない。
【００６９】
そのため、ジョイントコイル５０の第２コイルエンド部５４については、バックヨーク１１ｂ上に配置して他の第２コイルエンド部３４、４４との干渉を回避する。ただし、ジョイントコイル５０の第２コイルエンド部５４は固定子鉄心１１のバックヨーク１１ｂの上に引き回されるが、前述のように、バックヨーク１１ｂから径方向外側にはみ出すことはない。
【００７０】
第２分割コイル４０の第２端末部４５ｂを除き、第１分割コイル３０、第２分割コイル４０、およびジョイントコイル５０の全ての端末部が固定子１０の軸方向の一方側（Ａ側）に配置されるので、周方向において互いに隣接する２本の端末部を接合して１相分の固定子コイル１２が構成される。また、２本の第２分割コイル４０の第２端末部４５ｂは１相分の固定子コイル１２の両端末部となる。
【００７１】
（５）端末部接合について
次に、１相分の固定子コイル１２について、固定子１０の軸方向の一方側（図９および図１０のＡ側）における第１分割コイル３０、第２分割コイル４０およびジョイントコイル５０の各端末部の接合の仕方について説明する。
【００７２】
固定子鉄心１１に組み込まれた第１分割コイル３０、第２分割コイル４０およびジョイントコイル５０の各端末部同士を直列に接合することにより、１相分の固定子コイルを構成する。この場合、各端末部同士の接合部は全て固定子鉄心１１の周方向に沿った各端末部の形成位置の範囲内に収まり、内側鉄心１１ａやバックヨーク１１ｂから径方向に向けてさらに膨らむことはない。
【００７３】
図１０に示すように、互いに接合する端末部は、第１分割コイル３０、第２分割コイル４０およびジョイントコイル５０の第３導体線３１ｃ、４１ｃあるいは第４導体線３２ｄ、５１ｄ、５２ｄの延長上に存在しており、それぞれ第３導体線３１ｃ、４１ｃの延長上に存在する端末部３５ａ、４５ａを６スロット分離れたスロット１５に組み込んである第４導体線３２ｄ、５１ｄ、５２ｄの延長上に存在する端末部３５ｂ、５５ａ、５５ｂと接合する。
【００７４】
具体的には、第１分割コイル３０の第１端末部３５ａは、これに隣接する他の第１分割コイル３０の第２端末部３５ｂに接続される。また、第２分割コイル４０の存在箇所では、第２分割コイル４０の第１端末部４５ａに第１分割コイル３０の第２端末部３５ｂが接合される。さらに、ジョイントコイル５０の存在箇所では、ジョイントコイル５０の第１端末部５５ａと第１分割コイル３０の第１端末部３５ａ、およびジョイントコイル５０の第２端末部５５ｂと第１分割コイル３０の第１端末部３５ａとが接合される。
【００７５】
互いに隣接する２つの端末部の接合には溶接またはハンダ付けといった方法が用いられるので、互いに接合する２つの端末部同士は互いに接触する位置まで近づける必要がある。そのため、互いに隣接する２つの端末部はスロット部からそれぞれ周方向にＵスロット分（角度ピッチ：７．５°×Ｕ）とＶスロット分（角度ピッチ：７．５°×Ｖ）だけ互いに逆方向に曲げられており、Ｕ＋Ｖ＝６スロット分（角度ピッチ：４５°）となる。
【００７６】
このようにして固定子鉄心１１の周方向に沿って曲げられた互いに隣接する２つの端末部同士の先端部を溶接またはハンダ付けで接合する。固定子１０の軸方向の一端側（Ａ側）においては、各端末部先端に接合部２５が形成される。なお、全相の固定子コイルが組み込まれた状態ではスロット数と同数の接合部２５が円周上に配置される（図１２（ａ）参照）。
【００７７】
以上のように第１分割コイル３０、第２分割コイル４０およびジョイントコイル５０を配置し、お互いの端末部を接続することにより、第１分割コイル３０、第２分割コイル４０およびジョイントコイル５０を直列に接続できる。その場合、各端末部３５ａ、３５ｂ、４５ａ、５５ａ、５５ｂの接合箇所が第１分割コイル３０、第２分割コイル４０およびジョイントコイル５０の第１コイルエンド部３３、４３と重なり合うことがないので、固定子１０の軸方向の高さが低く抑えられる。
【００７８】
この実施の形態１では６相、４８スロットで、各スロット１５に径方向に沿って４本の導体線が配置されるので、この接続により（４８／６）×４＝３２本の導体線が隣接スロットごとに通電方向が反対方向になるように直列に接続される。
【００７９】
図１１は、１相分の固定子コイル１２を構成する９個のコイル、つまり６個の第１分割コイル３０、２個の第２分割コイル４０、および１個のジョイントコイル５０の接続状態を模式的に表した図である。図１１は、円筒状に配置された固定子コイル１２を直線状に展開した状態を示した図であり、図１１の左側のコイルＲ、Ｓ、Ｔ、Ｕはそれぞれ右側のコイルｒ、ｓ、ｔ、ｕにつながっている。図１１において、細線の点線で示した長方形はそれぞれ６スロット離れたスロット１５を表しており、各スロット１５内に４本の導体線１２ａ〜１２ｄが配置されている。図１１において、４本の導体線１２ａ〜１２ｄは、右端から第１導体線１２ａ、第２導体線１２ｂ、第３導体線１２ｃ、第４導体線１２ｄの順番に示している。
【００８０】
上述したように、本実施の形態では、１相分の固定子コイル１２は、６個の第１分割コイル３０、２個の第２分割コイル４０、および１個のジョイントコイル５０で構成されている。図１１において、第１分割コイル３０を細い実線で示し、第２分割コイル４０を太い実線で示し、ジョイントコイル５０を太い点線で示している。６個の第１分割コイル３０が連続して配置され、次に、１個のジョイントコイル５０と２個の第２分割コイル４０が配置される。なお、図１１では、第１分割コイル３０の１個を図の左右に分割して示している。
【００８１】
（６）全相の固定子コイルの構成
上記の６個の第１分割コイル３０、２個の第２分割コイル４０、１個のジョイントコイル５０を組み合わせることで１相分の固定子コイル１２を構成し、この１相分の固定子コイル１２を６相分設けることで全相の固定子コイル１２を構成する。
【００８２】
図１２は全相の固定子コイル１２を組み込んで固定子１０を構成した場合の斜視図である。図１２（ａ）は第１分割コイル３０、第２分割コイル４０およびジョイントコイル５０の各端末部の配置側（Ａ側）を上にして見た斜視図であり、図１２（ｂ）は第１分割コイル３０、第２分割コイル４０およびジョイントコイル５０の各端末部の配置側（Ａ側）を下にして見た斜視図である。
【００８３】
第１分割コイル３０の第１端末部３５ａおよび第２端末部３５ｂ、第２分割コイル４０の第１端末部４５ａ、ジョイントコイル５０の第１端末部５５ａおよび第２端末部５５ｂは、全て固定子１０の軸方向の一方側（Ａ側）になるように配置される。この場合、前述のように、各端末部３５ａ、３５ｂ、４５ａ、５５ａ、５５ｂの接合箇所が第１分割コイル３０の第１コイルエンド部３３および第２分割コイル４０の第１コイルエンド部４３と重なり合うことがないので、固定子１０の軸方向の高さを低減できる。また、固定子１０の軸方向の一方側（Ａ側）とは反対側には、第１分割コイル３０の第２コイルエンド部３４、ジョイントコイル５０の第２コイルエンド部５４、第２分割コイル４０の第２コイルエンド部４４が並んで配置され、その間から第２分割コイル４０の第２端末部４５ｂが軸方向外方に突出している。
【００８４】
なお、この実施の形態１では、ジョイントコイル５０の第２コイルエンド部５４がスロット１５の外周側のバックヨーク１１ｂの上に配置されている。その際、バックヨーク１１ｂの径方向の幅に余裕がない場合、フレーム３とジョイントコイル５０との距離が十分に確保できないことが起こる。また、フレーム３に固定子１０を圧入等の方法によって組み込む場合に、固定子鉄心１１を支持するスペースが十分ではないことが起こり得る。
【００８５】
しかし、バックヨーク１１ｂの上に配置されるのはジョイントコイル５０の第２コイルエンド部５４だけであり、その場合、第２コイルエンド部５４が固定子鉄心１１のバックヨーク１１ｂから径方向の外側にはみ出すことはなく、しかも、第２コイルエンド部５４は絶縁被膜を有しているので、フレーム３との絶縁性を十分に確保可能である。
【００８６】
また、固定子１０の内周側には回転子２０が配置されるため、固定子１０を構成するための第１分割コイル３０、第２分割コイル４０およびジョイントコイル５０からなる固定子コイル１２の各コイルエンド部３３、３４、４３、４４、５４は、回転子２０の外周よりも径方向外側に位置しなければならない。各コイルエンド部３３、３４、４３、４４、５４が回転子２０の外周よりも径方向内側に位置する場合には、回転子２０の組込みができなくなる。この実施の形態１の場合、端末部同士を接合している側（図１２（ａ）のＡ側）の各コイルエンド部３３、３４、４３、４４、５４は、回転子２０の外周よりも径方向内側にはみ出すことがないため、回転子２０の組み込みには問題ない。
【００８７】
実施の形態１の展開例．
なお、この実施の形態１において、回転電機の固定子１０は、６相、４８スロットであり、図２に示したように各スロット１５に４本の第１〜第４導体線１２ａ〜１２ｄが配置される場合について説明したが、固定子の相数やスロット数の値が異なっていても同様の接続方法を採用することが可能である。
【００８８】
例えば、６相ではなく５相の場合には、各分割コイルのスロット部の配置間隔が５スロット分となり、各端末部の曲げがＵ＋Ｖ＝５スロット分となる。また、スロット数が４８スロットではなく６０スロットの場合には、固定子コイル１２を構成する分割コイルのうち、第１分割コイル３０の数が多くなる。すなわち、６０スロットの場合、１相分の固定子コイルは、８個の第１分割コイル３０、２個の第２分割コイル４０、１個のジョイントコイル５０で構成される。
【００８９】
また、上記の実施の形態１では、第１分割コイル３０として、ターン数をＭとすると、Ｍ＝２のコイルを使用したが、ターン数Ｍはこれに限定されるものではなく、一般化して次のように考えることができる。
【００９０】
すなわち、第１分割コイル３０としては、Ｍターン（Ｍは２以上の整数）以上のコイルであってもよく、この場合、この第１分割コイル３０は、固定子鉄心１１の径方向において第１導体線から第（２×Ｍ）導体線までの（２×Ｍ）本の導体線がスロット１５に配置されるとともに、第（２×Ｍ−１）導体線と第（２×Ｍ）導体線からそれぞれスロット１５の外部に引き出される第１端末部３５ａと第２端末部３５ｂが形成された構成となる。また、この第１分割コイル３０の構成に適合するように、第２分割コイル４０は、第１分割コイル３０から０．５ターン減じた巻数のコイルであって、固定子鉄心１１の径方向において第１導体線、第２導体線、第（２×Ｍ−１）導体線としてスロット１５に配置されるとともに、第（２×Ｍ−１）導体線からスロット１５の外部に引き出される第１端末部４５ａが形成された構成となる。さらに、ジョイントコイル５０については、固定子鉄心１１の径方向において第（２×Ｍ）導体線としてスロット１５に配置されるとともに、第（２×Ｍ）導体線の両端部からそれぞれスロット１５の外部に引き出される第１端末部５５ａと第２端末部５５ｂが形成された構成となる。
【００９１】
また、この発明は、上記の実施の形態１の構成のみに限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、この実施の形態１の構成の一部に変形を加えたり、構成の一部を省略することが可能である。
【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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【国際調査報告】
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