(57)【要約】  この発明は、コイルエンドを小型化し、溶接箇所を低減し、かつ巻線体を構成する導体線の長さを短くして、電機子巻線の低抵抗化、小型化、かつ低コスト化を可能とする回転電機およびその製造方法を得る。  この発明では、固定子巻線のそれぞれが、絶縁被覆された、かつ接続部のない連続した導体線をｍ回（但し、ｍは２以上の自然数）巻き回して、直線部の端部間がコイルエンドで連結されて螺旋状に構成された巻線体を、固定子鉄心の所定スロット数離れたスロット対のそれぞれに１つずつ装着して構成され、コイルエンドが、連結する直線部間の略中央部に、径方向に所定量変位する頂部を有し、頂部での径方向の変位量が、ａ×ｄ(但し、ａは１以上、かつ（ｍ−１）以下の自然数、ｄは上記スロット内に収納された直線部の径方向厚み）であり、固定子鉄心が、コアバック部およびティースからなる鉄心ブロックを周方向に配列して円環状に構成されている。
2014006927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子鉄心が円環状の電機子巻線に装着されて構成される電機子を有する回転電機において、
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回（但し、ｍは２以上の自然数）巻き回して、直線部の端部間がコイルエンドで連結されて螺旋状に構成された巻線体を、上記電機子鉄心の所定スロット数離れたスロット対のそれぞれに１つずつ装着して構成され、
上記コイルエンドは、連結する上記直線部間の略中央部に、径方向に所定量変位する頂部を有し、
上記頂部での径方向の変位量が、略ａ×ｄ(但し、ａは１以上、かつ（ｍ−１）以下の自然数、ｄは上記スロット内に収納された上記直線部の径方向厚み）であり、
上記スロット内には径方向に重なるように２×ｍ本の２つの異なる上記巻線体の導体線が収納され、
上記電機子鉄心は、周方向に分割された鉄心ブロックを有し、該鉄心ブロックのそれぞれは、円弧状のコアバック部および該コアバック部から径方向に延設されたティースを備えたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
上記ａが２以上の自然数であることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
上記ａがｍの約数であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転電機。
【請求項４】
電機子鉄心が円環状の電機子巻線に装着されて構成される電機子を有する回転電機において、
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回（但し、ｍは２以上の自然数）巻き回して、直線部の端部間がコイルエンドで連結されて螺旋状に構成された巻線体を、上記電機子鉄心の所定スロット数離れたスロット対のそれぞれに１つずつ装着して構成され、
上記電機子鉄心のスロットのそれぞれには、２つの上記巻線体の直線部が、一方の巻線体の１以上、かつ（ｍ−１）以下の直線部を他方の巻線体の直線部間に入るように径方向に並んで収納されていることを特徴とする回転電機。
【請求項５】
毎極毎相当たりのスロット数が２以上であり、周方向に連続して配列された、２以上、かつ毎極毎相当たりのスロット数と同数以下の上記巻線体が１本の導体線により作製されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項６】
上記導体線の断面が矩形であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項７】
上記導体線の断面が長方形であり、スロット内に、長方形断面の長辺を周方向に向けて径方向に並んで収納されていることを特徴とする請求項６記載の回転電機。
【請求項８】
上記巻線体は、上記コイルエンドの頂部の上記電機子鉄心の軸端面からの高さが径方向内方に向って漸次低くなっていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項９】
上記巻線体は、上記コイルエンドが、上記電機子鉄心のスロット開口端よりスロット底部側に位置していることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項１０】
上記巻線体は、上記コイルエンドが、上記電機子鉄心のスロット底部よりスロット開口側に位置していることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項１１】
接続部のない連続した導体線をｍ回（但し、ｍは２以上の自然数）巻き回して、直線部の端部間がコイルエンドで連結されて螺旋状に構成された巻線体を作製する工程と、
上記コイルエンドが径方向に重なり合うように上記巻線体を周方向に並べて巻線アッセンブリを組み立てる工程と、
円弧状のコアバック部および該コアバック部の内周部から径方向内方に延設されたティースを備えた複数の鉄心ブロックを上記巻線アッセンブリの外周に環状に並べて該巻線アッセンブリに径方向に挿入する工程と、を備えていることを特徴とする回転電機の製造方法。
【請求項１２】
上記巻線アッセンブリを組み立てる工程は、上記巻線体を１つずつ周方向に移動させて上記巻線アッセンブリを組み立てることを特徴とする請求項１１記載の回転電機の製造方法。
【請求項１３】
上記巻線アッセンブリを組み立てる工程は、上記巻線アッセンブリを構成する上記巻線体の１つの巻線体を残してＣ字状の組立体を組み立て、上記組立体のＣ字状の開口幅が上記巻線体の周方向幅より広くなるように該組立体の開口を広げ、上記残る１つの巻線体を上記組立体の開口から該組立体の周方向の一側に組み付け、その後上記組立体の開口を閉じて開口端の上記巻線体同士を組み付け、上記巻線アッセンブリを円環状に組立てることを特徴とする請求項１２記載の回転電機の製造方法。
【請求項１４】
上記巻線アッセンブリを組み立てる工程は、複数の上記巻線体を１つずつ周方向に移動させてサブアッセンブリを組み立て、該サブアッセンブリを１つずつ周方向に移動させて上記巻線アッセンブリを組み立てることを特徴とする請求項１１記載の回転電機の製造方法。
【請求項１５】
上記巻線アッセンブリを組み立てる工程は、上記巻線アッセンブリを構成する上記サブアッセンブリの１つのサブアッセンブリを残してＣ字状の組立体に組み立て、上記組立体のＣ字状の開口幅が上記サブアッセンブリの周方向幅より広くなるように該組立体の開口を広げ、上記残る１つのサブアッセンブリを上記組立体の開口から該組立体の周方向の一側に組み付け、その後上記組立体の開口を閉じて開口端の上記サブアッセンブリ同士を組み付け、上記巻線アッセンブリを円環状に組立てることを特徴とする請求項１４記載の回転電機の製造方法。
【請求項１６】
上記巻線アッセンブリを上記電機子鉄心に装着する工程は、
上記電機子鉄心を周方向にスロット数と同数に分割された、円弧状のコアバック部および該コアバック部の内周部から径方向内方に延設された１本のティースを有する鉄心ブロックを、上記巻線アッセンブリの外周側に、該ティースの先端が隣り合う上記直線部の列間のそれぞれに向かうように環状に配列し、環状に配列された上記鉄心ブロックを径方向内方に移動させて、該ティースの先端を上記直線部の列間のそれぞれに同時に差し込むことを特徴とする請求項１１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の回転電機の製造方法。
【請求項１７】
上記巻線アッセンブリを上記電機子鉄心に装着する工程は、
上記電機子鉄心を上記スロット配列方向にスロット数の半数に等分割された、円弧状のコアバック部および該コアバック部の周方向内周部から周方向に離間して径方向内方に延設された２本のティースを有する鉄心ブロックを、上記巻線アッセンブリの外周側に、該ティースの先端が隣り合う上記直線部の列間のそれぞれに向かうように環状に配列し、環状に配列された上記鉄心ブロックを径方向内方に移動させて、該ティースの先端を上記直線部の列間のそれぞれに同時に差し込むことを特徴とする請求項１１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の回転電機の製造方法。
【請求項１８】
上記鉄心ブロックの上記ティースが差し込まれる前の上記巻線アッセンブリは、上記電機子鉄心に装着された上記巻線アッセンブリの最終直径より大きな直径に構成されていることを特徴とする請求項１６又は請求項１７に記載の回転電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば電動機や発電機などの回転電機およびその製造方法に関し、特に電機子巻線の構造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、および高品質が求められている。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。さらに、磁石価格の高騰により、磁石を用いない誘導機の要求も高まっており、より高効率の分布巻の固定子巻線を用いた固定子が求められている。【０００３】
ここでは、導体線を１つのティースに巻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回されている。【０００４】
特許文献１に記載された従来の回転電機では、矩形導体線を複数回巻き回してコイル状に形成された巻線コイル、いわゆる亀甲形コイルを、所定スロット数離れたスロットの各対に収納して、分布巻の固定子巻線を構成していた。【０００５】
また、特許文献２に記載された従来の回転電機では、所定本数の導体線を１スロットピッチで配列してなる導体線群を同時に折り曲げて作製された巻線アッセンブリを直方体の鉄心に巻装し、その後当該鉄心を円環状に丸めて、分布巻の固定子巻線を構成していた。【０００６】
さらに、特許文献３に記載された従来の回転電機では、複数のＵ字状の導体セグメントを固定子鉄心の所定スロット数離れたスロット対に軸方向一側から差し込み、固定子鉄心の軸方向他側から延出する導体セグメントの端部同士を溶接により接合して、分布巻の固定子巻線を構成していた。
【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２００１−２５１８１９号公報
【特許文献３】特許第３４３８５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載された従来の分布巻の固定子巻線では、亀甲形コイルの両端の頭頂部を、亀甲形コイルを構成する導体線の並び方向の幅寸法だけずれるクランク形状に形成して、亀甲コイルが所定スロット数離れたスロット対の一方のスロットの底部側と他方のスロットの開口部側とに入ることを実現していたので、コイルエンドが大きくなり、小型化が図れなくなるとともに、導体線の長さが長くなり、巻線抵抗が大きくなるという課題があった。【０００９】
特許文献２に記載された従来の分布巻の固定子巻線では、巻線アッセンブリが、波巻き巻線の集合体であり、固定子鉄心の全てのスロットに収納されるように構成されているので、各導体線の長さが長くなり、巻線アッセンブリの製造装置が大規模となり、低価格化が図れないという課題があった。【００１０】
特許文献３に記載された従来の分布巻の固定子巻線では、固定子鉄心の所定スロット数離れたスロット対のそれぞれに挿入されたＵ字状の導体セグメントの端部同士を溶接して固定子巻線を作製しているので、溶接箇所が多大となり、溶接工程が煩雑となるという課題があった。さらに、導体セグメントの端部同士の溶接部間を絶縁処理する必要があり、絶縁処理工程が煩雑となるという課題もあった。【００１１】
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、導体線を螺旋状に巻き回して構成された巻線体を用い、巻線体のコイルエンドの頂部での径方向の変位量をスロット内に収納された導体線の径方向の総厚みより小さくして、コイルエンドを小型化し、溶接箇所を低減し、巻線体を構成する導体線の長さを短くし、電機子巻線の低抵抗化、小型化、かつ低コスト化を可能とする回転電機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】
【００１２】
この発明による回転電機は、電機子鉄心が円環状の電機子巻線に装着されて構成される電機子を有し、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回（但し、ｍは２以上の自然数）巻き回して、直線部の端部間がコイルエンドで連結されて螺旋状に構成された巻線体を、上記電機子鉄心の所定スロット数離れたスロット対のそれぞれに１つずつ装着して構成されている。上記コイルエンドは、連結する上記直線部間の略中央部に、径方向に所定量変位する頂部を有し、上記頂部での径方向の変位量が、略ａ×ｄ(但し、ａは１以上、かつ（ｍ−１）以下の自然数、ｄは上記スロット内に収納された上記直線部の径方向厚み）であり、上記スロット内には径方向に重なるように２×ｍ本の２つの異なる上記巻線体の導体線が収納され、上記電機子鉄心は、周方向に分割された鉄心ブロックを有し、該鉄心ブロックのそれぞれは、円弧状のコアバック部および該コアバック部から径方向に延設されたティースを備えている。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、電機子巻線が、接続部のない連続した導体線をｍ回螺旋状に巻き回して構成された巻線体を用いて構成されている。そこで、Ｕ字状の導体セグメントを用いて電機子巻線を構成する場合に比べ、溶接箇所が著しく低減されるので、溶接工程、さらには溶接部間の絶縁処理工程が簡略化でき、低コスト化が図られる。また、巻線体が略１極分の寸法となるので、導体線の長さが短くなり、製造装置が小規模となり、低価格化を図ることができるとともに、電機子巻線の低抵抗化が図られる。さらに、巻線体におけるコイルエンドの頂部での径方向の変位量が、スロット内に収納された直線部の径方向の厚みより小さいので、コイルエンド群の径方向および軸方向の寸法を小さくでき、小型化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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に係る回転電機の要部を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子を示す斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子の固定子巻線を構成する巻線アッセンブリを示す斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す正面図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す側面図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を正面斜め上方から見た斜視図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る回転電機における２つの巻線体が１つのスロットを共有して固定子鉄心に装着された状態を軸方向一端側から見た要部端面図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る回転電機における３つの巻線体が固定子鉄心の同一スロット群に周方向に連続して装着された状態を軸方向一端側から見た展開図である。
【図１２】この発明の実施の形態１に係る回転電機における３つの巻線体が固定子鉄心の同一スロット群に周方向に連続して装着された状態を径方向外方から見た展開図である。
【図１３】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線体を周方向に１スロットピッチで８つ配列した状態を示す斜視図である。
【図１４】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線体を周方向に１スロットピッチで８つ配列した状態を軸方向一端側から見た端面図である。
【図１５】この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子を軸方向他端側から見た端面図である。
【図１６】この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子巻線の結線図である。
【図１７】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する斜視図である。
【図１８】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する斜視図である。
【図１９】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する斜視図である。
【図２０】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する斜視図である。
【図２１】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する斜視図である。
【図２２】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する斜視図である。
【図２３】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する模式図である。
【図２４】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する模式図である。
【図２５】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する模式図である。
【図２６】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する模式図である。
【図２７】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する模式図である。
【図２８】はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する模式図である。
【図２９】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法における４８番目の巻線体を組み込む手順を説明する模式図である。
【図３０】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法における４８番目の巻線体を組み込む手順を説明する模式図である。
【図３１】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法における４８番目の巻線体を組み込む手順を説明する模式図である。
【図３２】この発明の実施の形態１に係る回転電機における外径が最終外径Ｒ０の巻線アッセンブリを構成する巻線体を軸方向から見た模式図である。
【図３３】この発明の実施の形態１に係る回転電機における外径が最終外径Ｒ０より大きい外径Ｒ１の巻線アッセンブリを構成する巻線体を軸方向から見た模式図である。
【図３４】この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子の組み立て方法を説明する図である。
【図３５】この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子の組み立て方法を説明する図である。
【図３６】この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子の組立方法を説明する図である。
【図３７】この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子の組立方法を説明する要部拡大図である。
【図３８】この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子の組み立て方法を説明する図である。
【図３９】この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子の組立方法を説明する要部拡大図である。
【図４０】この発明の実施の形態２に係る回転電機における固定子巻線の結線図である。
【図４１】この発明の実施の形態３に係る回転電機における固定子巻線の結線図である。
【図４２】この発明の実施の形態４に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す斜視図である。
【図４３】この発明の実施の形態５に係る回転電機における３つの巻線体が固定子鉄心の同一スロット群に周方向に連続して装着された状態を軸方向一端側から見た展開図である。
【図４４】この発明の実施の形態６に係る回転電機における３つの巻線体が固定子鉄心の同一スロット群に周方向に連続して装着された状態を軸方向一端側から見た展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明による回転電機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。
【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に係る回転電機の要部を示す斜視図、図３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子を示す斜視図、図４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す斜視図、図５はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子の固定子巻線を構成する巻線アッセンブリを示す斜視図、図６はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す斜視図、図７はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す正面図、図８はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す側面図、図９はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を正面斜め上方から見た斜視図、図１０はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における２つの巻線体が１つのスロットを共有して固定子鉄心に装着された状態を軸方向一端側から見た要部端面図、図１１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における３つの巻線体が固定子鉄心の同一スロット群に周方向に連続して装着された状態を軸方向一端側から見た展開図、図１２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における３つの巻線体が固定子鉄心の同一スロット群に周方向に連続して装着された状態を径方向外方から見た展開図、図１３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線体を周方向に１スロットピッチで８つ配列した状態を示す斜視図、図１４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線体を周方向に１スロットピッチで８つ配列した状態を軸方向一端側から見た端面図である。なお、図１１では、便宜上、コイルエンドを直線的に示している。
【００１７】
図１および図２において、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としての固定子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、固定子１０の内周側に回転可能に配設された回転子５と、を備えている。
【００１８】
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所定のピッチで配列され、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。なお、回転子５は、永久磁石式回転子に限定されず、絶縁しない回転子導体を、回転子鉄心のスロットに収納して、両側を短絡環で短絡したかご形回転子や、絶縁した導体線を回転子鉄心のスロットに装着した巻線形回転子を用いてもよい。
【００１９】
つぎに、固定子１０の構成について具体的に図３乃至図１３を参照しつつ説明する。
【００２０】
固定子１０は、図３に示されるように、電機子鉄心としての固定子鉄心１１と、固定子鉄心１１に装着された電機子巻線としての固定子巻線２０と、を備えている。ここで、説明の便宜上、回転子５の極数を８極、固定子鉄心１１のスロット数を４８個、固定子巻線２０を三相巻線とする。すなわち、スロットは、毎極毎相当たり２個の割合で固定子鉄心１１に形成されている。
【００２１】
鉄心ブロック１２は、円環状の固定子鉄心１１を周方向に４８等分割したもので、図４に示されるように、所定枚数の電磁鋼板を積層一体化して作製され、断面円弧形のコアバック部１２ａと、コアバック部１２ａの内周壁面から径方向内方に延設されたティース１２ｂと、を備えている。そして、固定子鉄心１１は、ティース１２ｂを径方向内方に向けて、コアバック部１２ａの周方向の側面同士を突き合わせて、４８個の鉄心ブロック１２を周方向に配列、一体化して、円環状に構成されている。周方向に隣り合う鉄心ブロック１２により構成されるスロット１３が、内周側に開口するように、周方向に等角ピッチで配列されている。ティース１２ｂは周方向幅が径方向内方に向って漸次狭くなる先細り形状に形成されており、スロット１３の断面は長方形となっている。
【００２２】
固定子巻線２０は、図３に示されるように、固定子鉄心１１に装着された巻線アッセンブリ２１に所定の結線処理が施されて構成される。巻線アッセンブリ２１は、図５に示されるように、連続する６つのティース１２ｂをまたぐスロット１３の対に収納された巻線体２２を１スロットピッチで周方向に配列して構成される。後述する巻線端２２ｇが、それぞれ軸方向に延出して、巻線アッセンブリ２１の内径側に１スロットピッチで周方向に配列され、後述する巻線端２２ｈが、それぞれ軸方向に延出して、巻線アッセンブリ２１の外径側に１スロットピッチで周方向に配列されている。そして、巻線アッセンブリ２１の巻線端２２ｇ，２２ｈに所定の結線処理が施される。
【００２３】
巻線体２２は、図６乃至図９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長方形断面の導体線を、長方形断面の長辺で構成される平面が相対し、かつ相対する当該平面間に長方形断面の短辺長さに略等しい隙間ｄを確保して、略六角形で螺旋状に４回巻かれて構成された亀甲形コイルである。巻線体２２は、例えば、導体線をエッジワイズ巻きに螺旋状に４回巻き回して筒状のコイル体を作製し、その後コイル体をコイル成形機により略六角形に成形されて作製される。また、巻線体２２は、折り曲げ加工により、導体線を略六角形に曲げつつ、螺旋状に巻いて作製してもよい。
【００２４】
このように構成された巻線体２２は、６スロット角度間隔離れて２列となった、各列に隙間ｄをあけて、長方形断面の短辺方向に４本ずつ配列された第１および第２直線部２２ａ，２２ｂと、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間で、長さ方向の一端同士と他端同士とを交互に連結する第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄと、を備えている。なお、６スロット角度間隔とは、連続する６つのティース１２ｂの両側のスロット１３のスロット中心間の間隔である。
【００２５】
第１コイルエンド２２ｃは、一方の列の第１直線部２２ａの一端から所定の傾斜で他方の列の第２直線部２２ｂ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向外方に延出し、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間の中央部（第１頂部２２ｅ）で略直角に曲げられて第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの配列方向に距離ｄだけ変位し、その後略直角に曲げられて所定の傾斜で他方の列の第２直線部２２ｂ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向内方に延出し、他方の列の第２直線部２２ｂの一端に接続されている。
【００２６】
同様に、第２コイルエンド２２ｄは、他方の列の第２直線部２２ｂの他端から所定の傾斜で一方の列の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向外方に延出し、第１および第２直線部２２ａ，２２２ｂの列間の中央部（第２頂部２２ｆ）で略直角に曲げられて第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの配列方向に距離ｄだけ変位し、その後略直角に曲げられて所定の傾斜で一方の列の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向内方に延出し、一方の列の第１直線部２２ａの他端に接続されている。
【００２７】
このように構成された巻線体２２においては、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂ、および第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄは、それぞれ、導体線の長方形断面の長辺で構成される平面を相対させ、導体線の長方形断面の短辺方向に、短辺長さの略２倍（２ｄ）のピッチで配列されている。また、第１頂部２２ｅおよび第２頂部２２ｆに接続された第１直線部２２ａと第２直線部２２ｂは、配列方向に距離ｄだけずれている。また、巻線体２２は、一方の列の配列方向の一端に位置する第１直線部２２ａの他端から長さ方向に延出する巻線端２２ｇと、他方の列の配列方向の他端に位置する第２直線部２２ｂの他端から長さ方向に延出する巻線端２２ｈと、を備える。
【００２８】
図１０は、２つの巻線体２２が、それぞれ、連続する６つのティース１２ｂをまたぐスロット１３の対の連続する２対に巻装されている状態を示し、図１１および図１２は、３つの巻線体２２が、それぞれ、連続する６つのティース１２ｂをまたぐスロット１３の対の連続する３対に巻装されている状態を示している。そして、１つの巻線体２２に着目すれば、一方のスロット１３のスロット開口側から第１層の第１直線部２２ａから軸方向一端側に延出した第１コイルエンド２２ｃは、傾斜角度θで周方向に他方のスロット１３側に延び、第１頂部２２ｅで径方向外方に距離ｄだけシフトされ、その後逆向きの傾斜角度θで周方向に他方のスロット１３側に延び、他方のスロット１３のスロット開口側から第２層の第２直線部２２ｂに連結されている。ついで、他方のスロット１３のスロット開口側から第２層の第２直線部２２ｂから軸方向他端側に延出した第２コイルエンド２２ｄは、傾斜角度θで周方向に一方のスロット１３側に延び、第２頂部２２ｆで径方向外方に距離ｄだけシフトされ、その後逆向きの傾斜角度θで周方向に一方のスロット１３側に延び、一方のスロット１３のスロット開口側から第３層の第１直線部２２ａに連結されている。ここで、径方向とはスロット深さ方向に相当する。
【００２９】
このように、一方のスロット１３の第１層、第３層、第５層および第７層の第１直線部２２ａと他方のスロット１３の第２層、第４層、第６層および第８層の第２直線部２２ｂとが、それぞれ、第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄにより螺旋状に連結されている。第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの端部から第１および第２頂部２２ｅ，２２ｆに至る傾斜部は、軸方向から見て、略円弧状に形成されている。そして、２つの巻線体２２が共有するスロット１３には、２つの巻線体２２の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが、導体線の長方形断面の長辺を周方向に向けて、径方向に１列に交互に並んで、収納されている。また、第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄは、図１０に示されるように、固定子鉄心１１のティース１２ｂの先端より径方向外方に位置し、スロット１３の底部より径方向内方に位置している。
【００３０】
図１３および図１４は、８つの巻線体２２を周方向に１スロットピッチで配列した状態を示している。巻線体２２の第１直線部２２ａから延出した第１コイルエンド２２ｃは、図１４中、左側の巻線体２２の第１直線部２２ａから延出した第１コイルエンド２２ｃの下方を通って周方向に延在し、第１頂部２２ｅに至る手前で出現し、第１頂部２２ｅで径方向外方に距離ｄだけシフトして、左側の巻線体２２の第１コイルエンド２２ｃの上方を通って周方向に延在し、第２直線部２２ｂに接続される。
【００３１】
一方、巻線体２２の第２直線部２２ｂから延出した第２コイルエンド２２ｄは、図示されていないが、図１４の裏面側で、左側の巻線体２２の第２直線部２２ｂから延出した第２コイルエンド２２ｄの上方を通って周方向に延在し、第２頂部２２ｆで径方向外方に距離ｄだけシフトして、左側の巻線体２２の第２コイルエンド２２ｃの下方を通って周方向に延在し、第１直線部２２ａに接続される。
【００３２】
８つの巻線体２２は、図１３および図１４に示されるように、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂを第１および第２頂部２２ｅ，２２ｆにより径方向に距離ｄだけシフトさせているので、互いに干渉することなく、周方向に１スロットピッチで配列される。そして、４８個の巻線体２２を周方向に１スロットピッチで配列し、図５に示される巻線アッセンブリ２１が組み立てられる。この巻線アッセンブリ２１では、径方向に１列に並んだ８本の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが、１スロットピッチで周方向に４８列配列される。そして、径方向に１列に並んだ８本の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの各列が、スロット１３のそれぞれに収納される。
【００３３】
つぎに、巻線アッセンブリ２１の結線方法について図１５および図１６を参照しつつ説明する。図１５はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子を軸方向他端側から見た端面図、図１６はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子巻線の結線図である。
【００３４】
なお、図１５中、１，７，１３・・・、４３はスロット１３に周方向に順にふったスロット番号である。Ｕ１−１Ａ，Ｕ１−２Ａ・・・Ｕ１−８ＡおよびＵ１−１Ｂ，Ｕ１−２Ｂ・・・Ｕ１−８Ｂは、スロット番号（１＋６ｎ）（但し、ｎは０を含む自然数）のスロット１３の群に装着されたＵ１相を構成する巻線体２２の巻線端であり、Ｕ２−１Ａ，Ｕ２−２Ａ・・・Ｕ２−８Ａ，Ｕ２−２ＡおよびＵ２−１Ｂ，Ｕ２−２Ｂ・・・Ｕ２−８Ｂはスロット番号（２＋６ｎ）のスロット１３の群に装着されたＵ２相を構成する巻線体２２の巻線端である。
【００３５】
また、巻線体２２がスロット番号（３＋６ｎ）のスロット群に装着され、Ｖ１相を構成し、巻線体２２がスロット番号（４＋６ｎ）のスロット群に装着され、Ｖ２相を構成する。巻線体２２がスロット番号（５＋６ｎ）のスロット群に装着され、Ｗ１相を構成し、巻線体２２がスロット番号（６＋６ｎ）のスロット群に装着され、Ｗ２相を構成する。ここでは、説明の便宜上、Ｖ１−１Ａ，Ｖ１−２Ａ，Ｖ１−１Ｂ，Ｖ１−２Ｂ（Ｖ１相を構成する巻線体２２の巻線端）、Ｖ２−１Ａ，Ｖ２−２Ａ，Ｖ２−１Ｂ，Ｖ２−２Ｂ（Ｖ２相を構成する巻線体２２の巻線端）、Ｗ１−１Ａ，Ｗ１−２Ａ，Ｗ１−１Ｂ，Ｗ１−２Ｂ（Ｗ１相を構成する巻線体２２の巻線端）、Ｗ２−１Ａ，Ｗ２−２Ａ，Ｗ２−１Ｂ，Ｗ２−２Ｂ（Ｗ２相を構成する巻線体２２の巻線端）のみを示している。
【００３６】
まず、Ｕ１−１ＢとＵ１−３Ａ、Ｕ１−３ＢとＵ１−５Ａ、Ｕ１−５ＢとＵ１−７Ａ、Ｕ１−７ＢとＵ２−８Ｂ、Ｕ２−８ＡとＵ２−６Ｂ、Ｕ２−６ＡとＵ２−４Ｂ、Ｕ２−４ＡとＵ２−２Ｂ、Ｕ２−２ＡとＵ２−１Ａ、Ｕ２−１ＢとＵ２−３Ａ、Ｕ２−３ＢとＵ２−５Ａ、Ｕ２−５ＢとＵ２−７Ａ、Ｕ２−７ＢとＵ１−８Ｂ、Ｕ１−８ＡとＵ１−６Ｂ、Ｕ１−６ＡとＵ１−４Ｂ、Ｕ１−４ＡとＵ１−２Ｂを接続する。これにより、Ｕ１相とＵ２相を構成する１６本の巻線体２２を直列に接続したＵ相巻線が得られる。
【００３７】
ついで、Ｖ１−１ＢとＶ１−３Ａ、Ｖ１−３ＢとＶ１−５Ａ、Ｖ１−５ＢとＶ１−７Ａ、Ｖ１−７ＢとＶ２−８Ｂ、Ｖ２−８ＡとＶ２−６Ｂ、Ｖ２−６ＡとＶ２−４Ｂ、Ｖ２−４ＡとＶ２−２Ｂ、Ｖ２−２ＡとＶ２−１Ａ、Ｖ２−１ＢとＶ２−３Ａ、Ｖ２−３ＢとＶ２−５Ａ、Ｖ２−５ＢとＶ２−７Ａ、Ｖ２−７ＢとＶ１−８Ｂ、Ｖ１−８ＡとＶ１−６Ｂ、Ｖ１−６ＡとＶ１−４Ｂ、Ｖ１−４ＡとＶ１−２Ｂを接続する。これにより、Ｖ１相とＶ２相を構成する１６本の巻線体２２を直列に接続したＶ相巻線が得られる。
【００３８】
ついで、Ｗ１−１ＢとＷ１−３Ａ、Ｗ１−３ＢとＷ１−５Ａ、Ｗ１−５ＢとＷ１−７Ａ、Ｗ１−７ＢとＷ２−８Ｂ、Ｗ２−８ＡとＷ２−６Ｂ、Ｗ２−６ＡとＷ２−４Ｂ、Ｗ２−４ＡとＷ２−２Ｂ、Ｗ２−２ＡとＷ２−１Ａ、Ｗ２−１ＢとＷ２−３Ａ、Ｗ２−３ＢとＷ２−５Ａ、Ｗ２−５ＢとＷ２−７Ａ、Ｗ２−７ＢとＷ１−８Ｂ、Ｗ１−８ＡとＷ１−６Ｂ、Ｗ１−６ＡとＷ１−４Ｂ、Ｗ１−４ＡとＷ１−２Ｂを接続する。これにより、Ｗ１相とＷ２相を構成する１６本の巻線体２２を直列に接続したＷ相巻線が得られる。
【００３９】
さらに、Ｕ１−２ＡとＶ１−２ＡとＷ１−２Ａとを接続する。これにより、１６本の巻線体２２を直列に接続したＵ相巻線と、１６本の巻線体２２を直列に接続したＶ相巻線と、１６本の巻線体２２を直列に接続したＷ相巻線とをＹ結線して構成される固定子巻線２０が得られる。この固定子巻線２０は、全節巻きの分布巻きの３相交流巻線となる。
【００４０】
このように結線された固定子巻線２０を用いた回転電機１００は、固定子巻線２０に所定の交流電力を給電することで、８極、４８スロットのインナーロータ型の３相モータとして動作する。
【００４１】
このように構成された回転電機１００では、導体線を螺旋状に４ターン巻回して作製された巻線体２２を周方向に１スロットピッチで配列して構成された巻線アッセンブリ２１により固定子巻線２０が構成されている。そこで、巻線体２２が１極分の寸法となり、特許文献２に記載の固定子巻線に比べて、導体線の長さが著しく短くなり、製造装置が小規模となり、低価格化を図ることができる。また、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの軸長を変えて巻線体２２を作製することは容易にできるので、装着される固定子鉄心１１が変更となっても、安価に、かつ簡易に対応できる。
さらに、特許文献３に記載の固定子巻線に比べて、溶接箇所が著しく削減され、溶接工程および溶接部間の絶縁処理工程が簡略化され、低コスト化が図られる。
【００４２】
巻線体２２は、第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄを第１および第２頂部２２ｅ，２２ｆで径方向に第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの径方向寸法に略等しい隙間ｄだけシフトするように構成されている。そこで、特許文献１に記載の固定子巻線に比べて、コイルエンド群の径方向および軸方向の寸法が小さくなり、回転電機１００の小型化を実現できる。また、導体線の長さが短くなり、固定子巻線２０の低抵抗化が図られ、回転電機１００の効率を向上できる。さらに、固定子巻線２０での発熱が抑えられ、使用部品の熱劣化を抑制できるとともに、導体線の長さが短くなるので、軽量化も図られる。
【００４３】
巻線体２２が、第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄを第１および第２頂部２２ｅ，２２ｆで径方向に第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの径方向寸法に略等しい隙間ｄだけシフトするように構成されているので、巻線体２２を干渉無く１スロットピッチで配列することができ、巻線アッセンブリ２１の組立性が向上される。同一形状の巻線体２２を１スロットピッチで周方向に配列して巻線アッセンブリ２１を組み立てているので、他種類の巻線体を作製する必要がなく、製造設備の台数が削減され、設備の構成が簡略化され、量産性が高められる。
【００４４】
固定子巻線２０を構成するＵ相、Ｖ相およびＷ相の巻線が、それぞれ、隣り合うスロット１３に装着された巻線体２２を直列に接続して構成されている。そして、隣り合うスロット１３に装着された巻線体２２は電気角が異なるので、回転子５により隣り合うスロット１３に装着された巻線体２２に誘起される電圧が異なり、導体線内に流れる渦電流が小さくなる。
【００４５】
第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄが軸方向から見て第１および第２頂部２２ｅ，２２ｆで径方向に隙間ｄだけシフトされた２つの円弧状により構成され、第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄが固定子鉄心１１のティース１２ｂの先端面より径方向外方に位置している。そこで、第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄと回転子５との間の干渉が確実に阻止される。また、第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄが固定子鉄心１１のコアバック部１２ａの径方向内方に位置しているので、コアバック部１２ａの軸方向外方に形成される空きスペースを冷却部材などの設置スペースに利用することができる。
【００４６】
スロット１３内に径方向に１列に配列された第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが長方形断面に形成されているので、占積率が高められ、回転電機１００の高出力化が図られる。
また、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが長方形断面の長辺方向を周方向に向けてスロット１３内に径方向に１列に配列されているので、スロット深さ方向の寸法が小さくなり、回転電機１００の径方向寸法の小型化を図ることができる。
スロット１３内に径方向に１列に配列された第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが長方形断面に形成されているので、占積率が高められ、回転電機１００の高出力化が図られる。
【００４７】
また、巻線体２２が、径方向に配列された第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄの傾斜角度が略等しく、第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄの第１および第２頂部２２ｅ，２２ｆの固定子鉄心１１の軸端面からの高さが、径方向内方に向って漸次低くなっている。そこで、巻線アッセンブリ２１を組み立てる際に、巻線体２２を干渉無く周方向に移動させることができるとともに、巻線体２２を構成する導体線の長さが短くなり、固定子巻線２０の低抵抗化が図られる。
【００４８】
なお、上記実施の形態１では、巻線体２２が長方形断面の導体線で作製されているものとしているが、巻線体を構成する導体線の断面形状は、長方形に限定されず、例えば円形断面や正方形断面の導体線を用いてもよい。
また、上記実施の形態１では、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが長方形断面の長辺方向を周方向に向けてスロット１３内に径方向に１列に配列されているものとしているが、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂは長方形断面の短辺方向を周方向に向けてスロット１３内に径方向に１列に配列してもよい。
【００４９】
また、上記実施の形態１では、巻線体２２の第１および第２巻線端２２ｇ，２２ｈの溶接部間の絶縁について、何ら記載していないが、例えば溶接部に電気絶縁性樹脂を塗布すればよい。また、導体線が絶縁被覆されているので、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂとティース１２ｂとの間の絶縁については問題ないが、例えば、絶縁紙などを第１および第２直線部２２ａ，２２ｂとティース１２ｂとの間に介装させれば、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂとティース１２ｂとの間の絶縁性が確実に確保される。
【００５０】
つぎに、固定子１０の組み立て方法について図を参照しつつ説明する。図１７乃至図２２はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する斜視図、図２３乃至図２８はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する模式図、図２９乃至図３１はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法における４８番目の巻線体を組み込む手順を説明する模式図、図３２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における外径が最終外径Ｒ０の巻線アッセンブリを構成する巻線体を軸方向から見た模式図、図３３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における外径が最終外径Ｒ０より大きい外径Ｒ１の巻線アッセンブリを構成する１つの巻線体を軸方向からみた模式図である。図３４乃至図３９はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子の組み立て方法を説明する図であり、図３４および図３５は固定子組み立て前の状態を示し、図３６は隣り合う鉄心ブロックのコアバック部が当接する直前の状態を示し、図３７は隣り合う鉄心ブロックのコアバック部が当接する直前の状態を拡大して示し、図３８は固定子組み立て後の状態を示し、図３９は固定子組立後の状態を拡大して示している。なお、図３５乃至図３９は、便宜上、巻線アッセンブリ２１は第１および第２直線部２２ａ，２２ｂのみで表されている。
【００５１】
まず、導体線を螺旋状に４ターン巻回して巻線体２２を作製する。ここで、説明の便宜上、巻線体２２を組み付け順に巻線体２２1、巻線体２２2、巻線体２２3、巻線体２２47、巻線体２２48とする。
【００５２】
そして、図１７および図２３に示されるように、１番目および２番目の巻線体２２1，２２2を軸方向高さ位置を揃えて周方向に隣接させる。ついで、図１８および図２４に示されるように、２番目の巻線体２２2の第１直線部２２ａを、１番目の巻線体２２1の第２直線部２２ｂ間に差し込む。ついで、２番目の巻線体２２2の第１直線部２２ａが、１番目の巻線体２２1の第１直線部２２ａから１スロットピッチ（１スロット間の角度）離間した位置となるまで、２番目の巻線体２２2を周方向に移動させる。これにより、２つの巻線体２２1，２２2が、図１９および図２５に示されるように、組み立てられる。２つの巻線体２２1，２２2の組立体は、巻線体２２2の導体線が巻線体２２1の導体線間の隙間に入り込み、径方向に重なり合い、剛性が高まる。
【００５３】
ついで、図２０および図２６に示されるように、３番目の巻線体２２3を巻線体２２1，２２2の組立体に軸方向高さ位置を揃えて周方向に隣接させる。ついで、図２１および図２７に示されるように、３番目の巻線体２２3の第１直線部２２ａを、巻線体２２1，２２2の第２直線部２２ｂ間に差し込む。ついで、３番目の巻線体２２3の第１直線部２２ａが、２番目の巻線体２２2の第１直線部２２ａから１スロットピッチ（１スロット間の角度）離間した位置となるまで、３番目の巻線体２２3を周方向に移動させる。これにより、３つの巻線体２２1，２２2，２２3からなるサブアッセンブリ２４が、図２２および図２８に示されるように、組み立てられる。
【００５４】
同様にして、巻線体２２を順次、軸方向高さ位置を揃え、周方向に移動させて、４７番目の巻線体２２47まで組み上げる。４７個の巻線体２２1〜２２47が組み上げられた組立体２３は、拡径されて、図２９に示されるように、１番目の巻線体２２1と４７番目の巻線体２２47との間を４８番目の巻線体２２48の周方向幅より広げたＣ字状に成形される。
ついで、図３０に示されるように、４８番目の巻線体２２48を４７番目の巻線体２２47側に組み付ける。さらに、図３１に示されるように、Ｃ字状の組立体２３の開口を閉じ、１番目の巻線体２２1と４８番目の巻線体２２48とを組み付け、円環状の巻線アッセンブリ２１が組み立てられる。
【００５５】
このように組み立てられた巻線アッセンブリ２１は、８本の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列が略等角ピッチで４８列配列されている。そして、巻線アッセンブリ２１の巻線体２２のそれぞれを径方向外方に少し動かして、巻線アッセンブリ２１の外径を最終外径（固定子鉄心１１に組み込まれた巻線アッセンブリ２１の外径）より大きくする。これにより、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間の間隔が広がる。
【００５６】
ここで、最終外径Ｒ０の巻線アッセンブリ２１を構成する巻線体２２は、図３２に示されるように、一方のスロット１３に収納される４本の第１直線部２２ａが間隔ｄをあけて直線状に配列し、他方のスロット１３に収納される４本の第２直線部２２ｂが間隔ｄをあけて直線状に配列している。そして、最終外径Ｒ０より大きい外径Ｒ１の巻線アッセンブリ２１の１つの巻線体２２は、図３３に示されるように、外径の変化（Ｒ０→Ｒ１）に反比例し、第１直線部２２ａと第２直線部２２ｂがなす角φが小さくなる。
【００５７】
ついで、４８個の鉄心ブロック１２が、図３４および図３５に示されるように、ティース１２ｂのそれぞれを、外径Ｒ１の巻線アッセンブリ２１の隣り合う第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間の径方向外方に位置させるように、周方向に略等角ピッチで配列される。ついで、周方向に配列された鉄心ブロック１２を、同時に径方向内方に移動させる。これにより、鉄心ブロック１２のティース１２ｂのそれぞれが隣り合う第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間に挿入される。
【００５８】
このとき、図３６および図３７に示されるように、外径Ｒ１の巻線アッセンブリ２１の１番目の巻線体２２1の第２直線部２２ｂには右側の鉄心ブロック１２のティース１２ｂが接し、７番目の巻線体巻線体２２7の第１直線部２２ａには、左側の鉄心ブロック１２のティース１２ｂが接している。
【００５９】
そして、周方向に配列された鉄心ブロック１２をさらに内径側に移動させると、各列の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが先細り状のティース１２ｂにより１列に並ぶように移動する。これにより、巻線アッセンブリ２１が縮径し、巻線アッセンブリ２１の最外径に位置する第２直線部２２ｂが隣り合う鉄心ブロック１２のコアバック部１２ａに当接する。さらに、周方向に配列された鉄心ブロック１２をさらに内径側に移動させると、隣り合う鉄心ブロック１２の周方向の側面同士が突き合わされて、鉄心ブロック１２の径方向内方への移動が阻止され、図３８および図３９に示されるように、巻線アッセンブリ２１が固定子鉄心１１に装着される。そして、各スロット１３内には、８本の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが、長方形断面の長辺を周方向に向けて、径方向に１列に整列されて並んで収納される。
【００６０】
このように、周方向に配列された鉄心ブロック１２を内径側に移動させて、巻線アッセンブリ２１に挿入することで、径方向に不揃いに並んでいる第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが、隣り合う鉄心ブロック２１のティース１２ｂの間隔が狭まる動きにより整列される。さらに、径方向に整列された第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの相互間の隙間が、鉄心ブロック１２のコアバック部１２ａの内径側への移動により、縮小され、あるいはなくなる。そこで、スロット１３内の導体線の占積率を向上させることができる。また、スロット１３内の導体線と鉄心ブロック１２とが接しており、通電時に発熱体となる巻線アッセンブリ２１から電機子鉄心１１への伝熱性能を向上させることができるため、巻線アッセンブリ２１の温度上昇を抑制し、電気抵抗の増加を抑制することができる。また、鉄心ブロック１２は隣り合うティース１２ｂ間の間隔が徐々に狭まるように挿入されるので、電機子巻線２０と鉄心ブロック１２との接触面での摺動が抑えられ、導体線の絶縁被膜の損傷を防止することができる。
【００６１】
この実施の形態１によれば、４８個の巻線体２２を周方向に１スロットピッチで配列させて巻線アッセンブリ２１を組み立て、鉄心ブロック１２のティース１２ｂを巻線アッセンブリ２１の外周側から第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間に差し込んで、固定子１０を組み立てているので、固定子１０の組立作業性が高められる。
【００６２】
巻線体２２が、第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄを第１および第２頂部２２ｅ，２２ｆで径方向に第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの径方向寸法に略等しい隙間ｄだけシフトするように構成されている。そこで、１つの巻線体２２を、他の１つの巻線体２２に、軸方向の高さ位置を合わせて、他の１つの巻線体２２側に周方向に移動させることで、干渉無く組み付けることができ、巻線アッセンブリ２１の組立性を向上することができる。
【００６３】
鉄心ブロック１２のティース１２ｂを巻線アッセンブリ２１の外周側から第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間に差し込む工程に先立って、巻線アッセンブリ２１の外径を拡径している。そこで、鉄心ブロック１２の巻線アッセンブリ２１への装着が簡易となり、固定子１０の組立作業性が高められる。また、先細り状のティース１２ｂを第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間のそれぞれに外径側から挿入して径方向内方に移動させるので、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが１列に整列化される。さらに、巻線アッセンブリ２１の最外径に位置する第２直線部２２ｂが隣り合う鉄心ブロック１２のコアバック部１２ａに当接してから、隣り合う鉄心ブロック１２の周方向の側面同士が突き合わされるまでの鉄心ブロック１２の移動力が、最外径に位置する第２直線部２２ｂを径方向内方に押し込むように作用する。これにより、巻線アッセンブリ２１が最終直径に縮径され、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの各列が整列化され、スロット１３内に高密度に収納される。
【００６４】
なお、上記実施の形態１では、鉄心ブロック１２を巻線アッセンブリ２１の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間に差し込む工程に先立って、巻線アッセンブリ２１の巻線体２２のそれぞれを径方向外方に少し動かして、巻線アッセンブリ２１を拡径するものとしているが、巻線体２２の周方向の配列ピッチを１スロットピッチより大きくして、拡径された巻線アッセンブリを組み立ててもよい。
【００６５】
また、上記実施の形態１では、１本のティース１２ｂが円弧状のコアバック部１２ａに突設された、円環状の固定子鉄心１１を４８等分割した鉄心ブロック１２を用いるものとしているが、２個の鉄心ブロック１２が一体に作製された、すなわち２本のティースが円弧状のコアバック部から突設された鉄心ブロックを用いてもよい。この場合、鉄心ブロックの個数が半減するので、固定子１０の組立作業性が高められる。
【００６６】
また、上記実施の形態１では、４８個の巻線体２２を１個ずつ周方向に移動させて巻線アッセンブリ２１を組み立てるものとしているが、例えば、３個の巻線体２２を１個ずつ周方向に移動させて、図２２に示される３個の巻線体２２からなるサブアッセンブリ２４を組み立て、サブアッセンブリ２４を１体ずつ周方向に移動させて巻線アッセンブリ２１を組み立ててもよい。この場合、最後の１体を組み付ける前に、Ｃ字状の組立体の開口幅をサブアッセンブリ２４の周方向幅より広くする必要がある。また、３個の巻線体２２からなるサブアッセンブリ２４は、１個の巻線体２２に比べて、剛性が高められるので、ハンドリングが容易となり、巻線アッセンブリの組立作業性が高められる。また、サブアッセンブリ２４を構成する巻線体２２の個数は３個に限定されず、複数個であればよい。
【００６７】
実施の形態２．
図４０はこの発明の実施の形態２に係る回転電機における固定子巻線の結線図である。
【００６８】
実施の形態２では、図４０に示されるように、まず、Ｕ１−１ＡとＵ２−１Ａが接続される。そして、Ｕ１−１ＢとＵ１−３Ａ、Ｕ１−３ＢとＵ１−５Ａ、Ｕ１−５ＢとＵ１−７Ａ、Ｕ１−７ＢとＵ２−８Ｂ、Ｕ２−８ＡとＵ２−６Ｂ、Ｕ２−６ＡとＵ２−４Ｂ、Ｕ２−４ＡとＵ２−２Ｂを接続する。ついで、Ｕ２−１ＢとＵ２−３Ａ、Ｕ２−３ＢとＵ２−５Ａ、Ｕ２−５ＢとＵ２−７Ａ、Ｕ２−７ＢとＵ１−８Ｂ、Ｕ１−８ＡとＵ１−６Ｂ、Ｕ１−６ＡとＵ１−４Ｂ、Ｕ１−４ＡとＵ１−２Ｂを接続する。これにより、Ｕ１相とＵ２相を構成する８本の巻線体２２を直列に接続した２つの巻線群を並列に接続したＵ相巻線が得られる。
【００６９】
また、Ｖ１−１ＡとＶ２−１Ａが接続される。そして、Ｖ１−１ＢとＶ１−３Ａ、Ｖ１−３ＢとＶ１−５Ａ、Ｖ１−５ＢとＶ１−７Ａ、Ｖ１−７ＢとＶ２−８Ｂ、Ｖ２−８ＡとＶ２−６Ｂ、Ｖ２−６ＡとＶ２−４Ｂ、Ｖ２−４ＡとＶ２−２Ｂを接続する。ついで、Ｖ２−１ＢとＶ２−３Ａ、Ｖ２−３ＢとＶ２−５Ａ、Ｖ２−５ＢとＶ２−７Ａ、Ｖ２−７ＢとＶ１−８Ｂ、Ｖ１−８ＡとＶ１−６Ｂ、Ｖ１−６ＡとＶ１−４Ｂ、Ｖ１−４ＡとＶ１−２Ｂを接続する。これにより、Ｖ１相とＶ２相を構成する８本の巻線体２２を直列に接続した２つの巻線群を並列に接続したＶ相巻線が得られる。
【００７０】
また、Ｗ１−１ＡとＷ２−１Ａが接続される。そして、Ｗ１−１ＢとＷ１−３Ａ、Ｗ１−３ＢとＷ１−５Ａ、Ｗ１−５ＢとＷ１−７Ａ、Ｗ１−７ＢとＷ２−８Ｂ、Ｗ２−８ＡとＷ２−６Ｂ、Ｗ２−６ＡとＷ２−４Ｂ、Ｗ２−４ＡとＷ２−２Ｂを接続する。ついで、Ｗ２−１ＢとＷ２−３Ａ、Ｗ２−３ＢとＷ２−５Ａ、Ｗ２−５ＢとＷ２−７Ａ、Ｗ２−７ＢとＷ１−８Ｂ、Ｗ１−８ＡとＷ１−６Ｂ、Ｗ１−６ＡとＷ１−４Ｂ、Ｗ１−４ＡとＷ１−２Ｂを接続する。これにより、Ｗ１相とＷ２相を構成する８本の巻線体２２を直列に接続した２つの巻線群を並列に接続したＷ相巻線が得られる。
【００７１】
さらに、Ｕ１−２ＡとＶ１−２ＡとＷ１−２Ａを接続し、Ｕ２−２ＡとＶ２−２ＡとＷ２−２Ａを接続する。これにより、８本の巻線体２２を直列に接続した２つの巻線群を並列に接続したＵ相巻線と、８本の巻線体２２を直列に接続した２つの巻線群を並列に接続したＶ相巻線と、８本の巻線体２２を直列に接続した２つの巻線群を並列に接続したＷ相巻線とをＹ結線して構成される固定子巻線２０Ａが得られる。この固定子巻線２０Ａは、全節巻きの分布巻きの３相交流巻線となる。
【００７２】
このように結線された固定子巻線２０Ａを用いた回転電機は、固定子巻線２０Ａに所定の交流電力を給電することで、８極、４８スロットのインナーロータ型の３相モータとして動作する。
【００７３】
実施の形態３．
図４１はこの発明の実施の形態３に係る回転電機における固定子巻線の結線図である。
【００７４】
この実施の形態３では、図４１に示されるように、まず、Ｕ１−１ＢとＵ１−３Ａ、Ｕ１−３ＢとＵ１−５Ａ、Ｕ１−５ＢとＵ１−７Ａ、Ｕ１−７ＢとＵ２−１Ａ、Ｕ２−１ＢとＵ２−３Ａ、Ｕ２−３ＢとＵ２−５Ａ、Ｕ２−５ＢとＵ２−７Ａ、Ｕ２−７ＢとＵ１−８Ｂ、Ｕ１−８ＡとＵ１−６Ｂ、Ｕ１−６ＡとＵ１−４Ｂ、Ｕ１−４ＡとＵ１−２Ｂ、Ｕ１−２ＡとＵ２−８Ｂ、Ｕ２−８ＡとＵ２−６Ｂ、Ｕ２−６ＡとＵ２−４Ｂ、Ｕ２−４ＡとＵ２−２Ｂを接続する。これにより、Ｕ１相とＵ２相を構成する１６本の巻線体２２を直列に接続したＵ相巻線が得られる。
【００７５】
また、Ｖ１−１ＢとＶ１−３Ａ、Ｖ１−３ＢとＶ１−５Ａ、Ｖ１−５ＢとＶ１−７Ａ、Ｖ１−７ＢとＶ２−１Ａ、Ｖ２−１ＢとＶ２−３Ａ、Ｖ２−３ＢとＶ２−５Ａ、Ｖ２−５ＢとＶ２−７Ａ、Ｖ２−７ＢとＶ１−８Ｂ、Ｖ１−８ＡとＶ１−６Ｂ、Ｖ１−６ＡとＶ１−４Ｂ、Ｖ１−４ＡとＶ１−２Ｂ、Ｖ１−２ＡとＶ２−８Ｂ、Ｖ２−８ＡとＶ２−６Ｂ、Ｖ２−６ＡとＶ２−４Ｂ、Ｖ２−４ＡとＶ２−２Ｂを接続する。これにより、Ｖ１相とＶ２相を構成する１６本の巻線体２２を直列に接続したＶ相巻線が得られる。
【００７６】
そして、Ｗ１−１ＢとＷ１−３Ａ、Ｗ１−３ＢとＷ１−５Ａ、Ｗ１−５ＢとＷ１−７Ａ、Ｗ１−７ＢとＷ２−１Ａ、Ｗ２−１ＢとＷ２−３Ａ、Ｗ２−３ＢとＷ２−５Ａ、Ｗ２−５ＢとＷ２−７Ａ、Ｗ２−７ＢとＷ１−８Ｂ、Ｗ１−８ＡとＷ１−６Ｂ、Ｗ１−６ＡとＷ１−４Ｂ、Ｗ１−４ＡとＷ１−２Ｂ、Ｗ１−２ＡとＷ２−８Ｂ、Ｗ２−８ＡとＷ２−６Ｂ、Ｗ２−６ＡとＷ２−４Ｂ、Ｗ２−４ＡとＷ２−２Ｂを接続する。これにより、Ｗ１相とＷ２相を構成する１６本の巻線体２２を直列に接続したＷ相巻線が得られる。
【００７７】
さらに、Ｕ２−２ＡとＶ１−１Ａを接続し、Ｖ２−２ＡとＷ１−１Ａを接続し、Ｗ２−２ＡとＵ１−１Ａを接続する。これにより、１６本の巻線体２２を直列に接続したＵ相巻線と、１６本の巻線体２２を直列に接続したＶ相巻線と、１６本の巻線体２２を直列に接続したＷ相巻線とをΔ結線して構成される固定子巻線２０Ｂが得られる。この固定子巻線２０Ｂは、全節巻きの分布巻きの３相交流巻線となる。
【００７８】
このように結線された固定子巻線２０Ｂを用いた回転電機は、固定子巻線２０Ｂに所定の交流電力を給電することで、８極、４８スロットのインナーロータ型の３相モータとして動作する。
【００７９】
実施の形態４．
図４２はこの発明の実施の形態４に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す斜視図である。
【００８０】
図４２において、連続巻線体２５は、隣り合う一方の巻線体２２の第２巻線端２２ｈと他方の巻線体２２の第１巻線端２２ｇとを渡り線により第２コイルエンド２２ｄの外側で連結して構成された巻線体であり、１本の導体線で作製されている。
なお、この実施の形態４では、巻線体２２に替えて連続巻線体２５を用いている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００８１】
この実施の形態４によれば、連続巻線体２５が隣り合う２つの巻線体２２を一体化したものと等価に構成されているので、巻線アッセンブリを構成する連続巻線体２５が２４個となり、巻線アッセンブリの組立が容易となる。また、巻線アッセンブリの巻線端の溶接箇所が半減され、溶接工程および溶接部の絶縁処理工程が一層簡略化され、生産性が高められる。
【００８２】
なお、上記実施の形態４では、毎極毎相当たりのスロット数が２であり、隣り合う２つの巻線体を１本の導体線で作製するものとしているが、１本の導体線で作製する連続する巻線体の個数は、２以上、かつ毎極毎相当たりのスロット数以下であればよい。つまり、毎極毎相当たりのスロット数が３の場合、隣り合う３つの巻線体を１本の導体線で作製してもよいし、隣り合う２つの巻線体のみを１本の導体線で作製してもよい。
【００８３】
実施の形態５．
図４３はこの発明の実施の形態５に係る回転電機における３つの巻線体が固定子鉄心の同一スロット群に周方向に連続して装着された状態を軸方向一端側から見た展開図である。なお、図４３では、便宜上、コイルエンドを直線的に示している。
【００８４】
図４３において、巻線体２２Ａは、連続する６本のティース１２ｂの一側のスロット１３の第１層、第２層、第５層および第６層に収納された４本の第１直線部２２ａと、連続する６本のティース１２ｂの他側のスロット１３の第３層、第４層、第７層および第８層に収納された４本の第２直線部２２ａと、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間で、長さ方向の一端同士と他端同士とを交互に連結する第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄと、を備えている。
【００８５】
４本の第１コイルエンド２２ｃは、一方のスロット１３の第１層、第２層、第５層および第６層の第１直線部２２ａの一端から所定の傾斜角度で他方の列の第２直線部２２ｂ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向外方に延出し、それぞれ、第１頂部２２ｅ（図示せず）で略直角に曲げられて径方向外方（スロット深さ方向の底部側）に距離２ｄだけ変位し、その後略直角に曲げられて所定の傾斜角度で他方のスロット１３の第２直線部２２ｂ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向内方に延出し、他方のスロット１３の第３層、第４層、第７層および第８層の第２直線部２２ｂの一端に接続されている。
【００８６】
２本の第２コイルエンド２２ｄは、他方のスロット１３の第３層および第７層の第２直線部２２ｂの他端から所定の傾斜角度で一方のスロット１３の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向外方に延出し、第２頂部２２ｆ（図示せず）で略直角に曲げられて径方向内方（スロット深さ方向の開口側）に距離ｄだけ変位し、その後略直角に曲げられて所定の傾斜角度で一方のスロット１３の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向内方に延出し、一方のスロット１３の第２層および第６層の第１直線部２２ａの他端に接続されている。
【００８７】
１本の第２コイルエンド２２ｄは、他方のスロット１３の第４の第２直線部２２ｂの他端から所定の傾斜角度で一方のスロット１３の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向外方に延出し、第２頂部２２ｆ（図示せず）で略直角に曲げられて径方向外方に距離ｄだけ変位し、その後略直角に曲げられて所定の傾斜角度で一方のスロット１３の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向内方に延出し、一方のスロット１３の第５層の第１直線部２２ａの他端に接続されている。
【００８８】
このように構成された巻線体２２Ａにおいては、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂ、および第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄは、それぞれ、導体線の長方形断面の長辺で構成される平面を相対させ、導体線の長方形断面の短辺方向に、１列に配列されている。そして、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂは、径方向に関し、連結する第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄの第１および第２頂部２２ｅ，２２ｆでの径方向の変位量だけ変位している。つまり、第１直線部２２ａは、一方のスロット１３内の第１層、第２層、第５層および第６層に収納され、第２直線部２２ｂは他方のスロット１３内の第３層、第４層、第７層および第８層に収納されている。
【００８９】
また、各スロット１３には、一方の巻線体２２Ａの第１直線部２２ａと他方の巻線体２２Ａの第２直線部２２ｂが径方向（スロット深さ方向に）に１列に並んで収納されている。そして、一方の巻線体２２Ａの第１直線部２２ａが第１層、第２層、第５層および第６層に収納され、他方の巻線体２２Ａの第２直線部２２ｂが第３層、第４層、第７層および第８層に収納されている。
【００９０】
したがって、巻線体２２Ａも、互いに干渉することなく、周方向に１スロットピッチで配列されるので、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。
この実施の形態５では、第１および第２頂部２２ｅ，２２ｆの径方向の最大変位量（２ｄ）が、スロット１３内の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの配列方向の総厚み（４ｄ）より小さいので、特許文献１に記載の固定子巻線に比べて、コイルエンド群の径方向および軸方向の寸法が小さくなり、回転電機の小型化を実現できる。
【００９１】
また、巻線体２２Ａを組み立てる際に、一方の巻線体２２Ａの導体線間の径方向隙間に他方の巻線体２２Ａの導体線が入るように、２つの巻線体２２Ａを径方向に整列させる必要がある。本実施の形態５によれば、上側の第１コイルエンド部２２ｃの第１頂部２２ｅにおける径方向変位量が２ｄとなっているので、２つの巻線体２２Ａの整列が容易となり、組立性を向上させることができる。また、２つの巻線体の整列が困難な多巻数の巻線体の組み立てに本実施の形態５を適用すれば、効果が顕著となる。
【００９２】
さらに、第１頂部２２ｅにおける径方向変位量が２ｄとなっており、第１層から第３層をつなぐ第１コイルエンド部２２ｃと第２層から第４層をつなぐ第１コイルエンド部２２ｃの形状と、第５層から第７層をつなぐ第１コイルエンド部２２ｃと第６層から第８層をつなぐ第１コイルエンド部２２ｃの形状が略同一となり、巻線体の成形が容易となる。本出願人は、第１頂部２２ｅにおける径方向変位量を略ａ×ｄとしたときに、ａを巻線体の巻数ｍの約数とすることで、同様の効果が得られることを見いだした。
【００９３】
実施の形態６．
図４４はこの発明の実施の形態６に係る回転電機における３つの巻線体が固定子鉄心の同一スロット群に周方向に連続して装着された状態を軸方向一端側から見た展開図である。なお、図４４では、便宜上、コイルエンドを直線的に示している。
【００９４】
図４４において、巻線体２２Ｂは、連続する６本のティース１２ｂの一側のスロット１３の第１層、第２層、第５層および第７層に収納された４本の第１直線部２２ａと、連続する６本のティース１２ｂの他側のスロット１３の第３層、第４層、第６層および第８層に収納された４本の第２直線部２２ａと、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間で、長さ方向の一端同士と他端同士とを交互に連結する第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄと、を備えている。
【００９５】
２本の第１コイルエンド２２ｃは、一方のスロット１３の第１層および第２層の第１直線部２２ａの一端から所定の傾斜で他方の列の第２直線部２２ｂ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向外方に延出し、それぞれ、第１頂部２２ｅ（図示せず）で略直角に曲げられて径方向外方（スロット深さ方向の底部側）に距離２ｄだけ変位し、その後略直角に曲げられて所定の傾斜で他方のスロット１３の第２直線部２２ｂ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向内方に延出し、他方のスロット１３の第３層および第４層の第２直線部２２ｂの一端に接続されている。
【００９６】
他の２本の第１コイルエンド２２ｃは、一方のスロット１３の第５層および第７層の第１直線部２２ａの一端から所定の傾斜で他方の列の第２直線部２２ｂ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向外方に延出し、それぞれ、第１頂部２２ｅ（図示せず）で略直角に曲げられて径方向外方（スロット深さ方向の底部側）に距離ｄだけ変位し、その後略直角に曲げられて所定の傾斜で他方のスロット１３の第２直線部２２ｂ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向内方に延出し、他方のスロット１３の第６層および第８の第２直線部２２ｂの一端に接続されている。
【００９７】
１本の第２コイルエンド２２ｄは、他方のスロット１３の第３層の第２直線部２２ｂの他端から所定の傾斜で一方のスロット１３の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向外方に延出し、第２頂部２２ｆ（図示せず）で略直角に曲げられて径方向内方（スロット深さ方向の開口側）に距離ｄだけ変位し、その後略直角に曲げられて所定の傾斜で一方のスロット１３の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向内方に延出し、一方のスロット１３の第２層の第１直線部２２ａの他端に接続されている。
【００９８】
他の２本の第２コイルエンド２２ｄは、他方のスロット１３の第４層および６層の第２直線部２２ｂの他端から所定の傾斜で一方のスロット１３の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向外方に延出し、第２頂部２２ｆ（図示せず）で略直角に曲げられて径方向外方に距離ｄだけ変位し、その後略直角に曲げられて所定の傾斜で一方のスロット１３の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向内方に延出し、一方のスロット１３の第５層および第７層の第１直線部２２ａの他端に接続されている。
【００９９】
このように構成された巻線体２２Ｂにおいては、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂ、および第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄは、それぞれ、導体線の長方形断面の長辺で構成される平面を相対させ、導体線の長方形断面の短辺方向に、１列に配列されている。そして、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂは、径方向に関し、連結する第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄの第１および第２頂部２２ｅ，２２ｆでの径方向の変位量だけ変位している。つまり、第１直線部２２ａは、一方のスロット１３内の第１層、第２層、第５層および第７層に収納され、第２直線部２２ｂは他方のスロット１３内の第３層、第４層、第６層および第８層に収納されている。
【０１００】
また、各スロット１３には、一方の巻線体２２Ｂの第１直線部２２ａと他方の巻線体２２Ｂの第２直線部２２ｂが径方向（スロット深さ方向に）に１列に並んで収納されている。そして、一方の巻線体２２Ｂの第１直線部２２ａが第１層、第２層、第５層および第７層に収納され、他方の巻線体２２Ｂの第２直線部２２ｂが第３層、第４層、第６層および第８層に収納されている。
【０１０１】
したがって、巻線体２２Ｂも、互いに干渉することなく、周方向に１スロットピッチで配列されるので、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。
この実施の形態６では、第１および第２頂部２２ｅ，２２ｆの径方向の最大変位量（２ｄ）が、スロット１３内の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの配列方向の総厚み（４ｄ）より小さいので、特許文献１に記載の固定子巻線に比べて、コイルエンド群の径方向および軸方向の寸法が小さくなり、回転電機の小型化を実現できる。
【０１０２】
なお、上記各実施の形態では、インナーロータ型の電動機ついて説明しているが、本発明をアウターロータ型の電動機に適用しても、同様の効果を奏する。
また、上記各実施の形態では、本願を電動機に適用した場合について説明しているが、本願を発電機に適用しても、同様の効果を奏する。
また、上記各実施の形態では、固定子を用いて説明しているが、電機子は固定子に限定されず、回転子が巻線形回転子の場合には、本願を回転子に適用しても、同様の効果を奏する。
【０１０３】
また、上記各実施の形態では、８極４８スロットの回転電機について説明しているが、極数およびスロット数は、８極４８スロットに限定されないことは言うまでもないことである。また、スロット数が毎極毎相当たり２の割合で形成されているものとしているが、毎極毎相当たりのスロット数は２に限定されず、１でもよく、３以上でもよい。
また、上記各実施の形態では、絶縁被覆された導体線を用いて巻線体を作製するものとしているが、絶縁被覆されていない導体線を用いて作製された巻線体に絶縁被覆処理を施してもよい。
【０１０４】
また、上記各実施の形態では、スロット数が毎極毎相当たり２の割合で形成され、巻線体の第１および第２直線部間の間隔を６スロット角度間隔として固定子巻線を全節巻きに構成するものとしているが、巻線体の第１および第２直線部間の間隔は、６スロット角度間隔に限定されない。例えば、巻線体の第１および第２直線部間の間隔を５スロット角度間隔とすれば、固定子巻線を短節巻きに構成することができ、巻線体の第１および第２直線部間の間隔を７スロット角度間隔とすれば、固定子巻線を長節巻きに構成することができる。さらに、第１および第２直線部間の間隔を５スロット角度間隔とした巻線体と、第１および第２直線部間の間隔を７スロット角度間隔とした巻線体とを周方向に交互に配列すれば、短節巻きと長節巻きとを組み合わせた固定子巻線を構成することができる。
【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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【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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【図２８】
2014006927.tif 000030
【図２９】
2014006927.tif 000031
【図３０】
2014006927.tif 000032
【図３１】
2014006927.tif 000033
【図３２】
2014006927.tif 000034
【図３３】
2014006927.tif 000035
【図３４】
2014006927.tif 000036
【図３５】
2014006927.tif 000037
【図３６】
2014006927.tif 000038
【図３７】
2014006927.tif 000039
【図３８】
2014006927.tif 000040
【図３９】
2014006927.tif 000041
【図４０】
2014006927.tif 000042
【図４１】
2014006927.tif 000043
【図４２】
2014006927.tif 000044
【図４３】
2014006927.tif 000045
【図４４】
2014006927.tif 000046
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月1日(2014.10.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
同様に、第２コイルエンド２２ｄは、他方の列の第２直線部２２ｂの他端から所定の傾斜で一方の列の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向外方に延出し、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間の中央部（第２頂部２２ｆ）で略直角に曲げられて第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの配列方向に距離ｄだけ変位し、その後略直角に曲げられて所定の傾斜で一方の列の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向内方に延出し、一方の列の第１直線部２２ａの他端に接続されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
一方、巻線体２２の第２直線部２２ｂから延出した第２コイルエンド２２ｄは、図示されていないが、図１４の裏面側で、左側の巻線体２２の第２直線部２２ｂから延出した第２コイルエンド２２ｄの上方を通って周方向に延在し、第２頂部２２ｆで径方向外方に距離ｄだけシフトして、左側の巻線体２２の第２コイルエンド２２ｄの下方を通って周方向に延在し、第１直線部２２ａに接続される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
なお、図１５中、１，７，１３・・・、４３はスロット１３に周方向に順にふったスロット番号である。Ｕ１−１Ａ，Ｕ１−２Ａ・・・Ｕ１−８ＡおよびＵ１−１Ｂ，Ｕ１−２Ｂ・・・Ｕ１−８Ｂは、スロット番号（１＋６ｎ）（但し、ｎは０を含む自然数）のスロット１３の群に装着されたＵ１相を構成する巻線体２２の巻線端であり、Ｕ２−１Ａ，Ｕ２−２Ａ・・・Ｕ２−８ＡおよびＵ２−１Ｂ，Ｕ２−２Ｂ・・・Ｕ２−８Ｂはスロット番号（２＋６ｎ）のスロット１３の群に装着されたＵ２相を構成する巻線体２２の巻線端である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
スロット１３内に径方向に１列に配列された第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが長方形断面に形成されているので、占積率が高められ、回転電機１００の高出力化が図られる。
また、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが長方形断面の長辺方向を周方向に向けてスロット１３内に径方向に１列に配列されているので、スロット深さ方向の寸法が小さくなり、回転電機１００の径方向寸法の小型化を図ることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
このとき、図３６および図３７に示されるように、外径Ｒ１の巻線アッセンブリ２１の１番目の巻線体２２１の第２直線部２２ｂには右側の鉄心ブロック１２のティース１２ｂが接し、７番目の巻線体２２７の第１直線部２２ａには、左側の鉄心ブロック１２のティース１２ｂが接している。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
図４３において、巻線体２２Ａは、連続する６本のティース１２ｂの一側のスロット１３の第１層、第２層、第５層および第６層に収納された４本の第１直線部２２ａと、連続する６本のティース１２ｂの他側のスロット１３の第３層、第４層、第７層および第８層に収納された４本の第２直線部２２ｂと、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間で、長さ方向の一端同士と他端同士とを交互に連結する第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄと、を備えている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
図４４において、巻線体２２Ｂは、連続する６本のティース１２ｂの一側のスロット１３の第１層、第２層、第５層および第７層に収納された４本の第１直線部２２ａと、連続する６本のティース１２ｂの他側のスロット１３の第３層、第４層、第６層および第８層に収納された４本の第２直線部２２ｂと、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間で、長さ方向の一端同士と他端同士とを交互に連結する第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄと、を備えている。
【手続補正８】
【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】
電機子鉄心が円環状の電機子巻線に装着されて構成される電機子を有する回転電機において、
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回（但し、ｍは２以上の自然数）巻き回して、直線部の端部間がコイルエンドで連結されて螺旋状に構成された巻線体を、上記電機子鉄心の所定スロット数離れたスロット対のそれぞれに１つずつ装着して構成され、
上記コイルエンドは、連結する上記直線部間の略中央部に、径方向に所定量変位する頂部を有し、
上記頂部での径方向の変位量が、略ａ×ｄ(但し、ａは１以上、かつ（ｍ−１）以下の自然数、ｄは上記スロット内に収納された上記直線部の径方向厚み）であり、
上記スロット内には径方向に重なるように２×ｍ本の２つの異なる上記巻線体の導体線が収納され、
上記電機子鉄心は、周方向に分割された鉄心ブロックを有し、該鉄心ブロックのそれぞれは、円弧状のコアバック部および該コアバック部から径方向に延設されたティースを備えたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
上記ａが２以上の自然数であることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
上記ａがｍの約数であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転電機。
【請求項４】
電機子鉄心が円環状の電機子巻線に装着されて構成される電機子を有する回転電機において、
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回（但し、ｍは２以上の自然数）巻き回して、直線部の端部間がコイルエンドで連結されて螺旋状に構成された巻線体を、上記電機子鉄心の所定スロット数離れたスロット対のそれぞれに１つずつ装着して構成され、
上記電機子鉄心のスロットのそれぞれには、２つの上記巻線体の直線部が、一方の巻線体の１以上、かつ（ｍ−１）以下の直線部を他方の巻線体の直線部間に入るように径方向に並んで収納されていることを特徴とする回転電機。
【請求項５】
毎極毎相当たりのスロット数が２以上であり、周方向に連続して配列された、２以上、かつ毎極毎相当たりのスロット数と同数以下の上記巻線体が１本の導体線により作製されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項６】
上記導体線の断面が矩形であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項７】
上記導体線の断面が長方形であり、スロット内に、長方形断面の長辺を周方向に向けて径方向に並んで収納されていることを特徴とする請求項６記載の回転電機。
【請求項８】
上記巻線体は、上記コイルエンドの頂部の上記電機子鉄心の軸端面からの高さが径方向内方に向って漸次低くなっていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項９】
上記巻線体は、上記コイルエンドが、上記電機子鉄心のスロット開口端よりスロット底部側に位置していることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項１０】
上記巻線体は、上記コイルエンドが、上記電機子鉄心のスロット底部よりスロット開口側に位置していることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項１１】
接続部のない連続した導体線をｍ回（但し、ｍは２以上の自然数）巻き回して、直線部の端部間がコイルエンドで連結されて螺旋状に構成され、上記コイルエンドが、連結する上記直線部間の略中央部に、螺旋状に巻き回された上記導体線の積層方向に所定量変位する頂部を有し、上記頂部での上記導体線の積層方向の変位量を、略ａ×ｄ(但し、ａは１以上、かつ（ｍ−１）以下の自然数、ｄは上記直線部の上記導体線の積層方向の厚み）とする巻線体を作製する工程と、
上記コイルエンドが径方向に重なり合うように上記巻線体を周方向に並べて巻線アッセンブリを組み立てる工程と、
円弧状のコアバック部および該コアバック部の内周部から径方向内方に延設されたティースを備えた複数の鉄心ブロックを上記巻線アッセンブリの外周に環状に並べて該巻線アッセンブリに径方向に挿入する工程と、を備えていることを特徴とする回転電機の製造方法。
【請求項１２】
上記巻線アッセンブリを組み立てる工程は、上記巻線体を１つずつ周方向に移動させて上記巻線アッセンブリを組み立てることを特徴とする請求項１１記載の回転電機の製造方法。
【請求項１３】
上記巻線アッセンブリを組み立てる工程は、上記巻線アッセンブリを構成する上記巻線体の１つの巻線体を残してＣ字状の組立体を組み立て、上記組立体のＣ字状の開口幅が上記巻線体の周方向幅より広くなるように該組立体の開口を広げ、上記残る１つの巻線体を上記組立体の開口から該組立体の周方向の一側に組み付け、その後上記組立体の開口を閉じて開口端の上記巻線体同士を組み付け、上記巻線アッセンブリを円環状に組立てることを特徴とする請求項１２記載の回転電機の製造方法。
【請求項１４】
上記巻線アッセンブリを組み立てる工程は、複数の上記巻線体を１つずつ周方向に移動させてサブアッセンブリを組み立て、該サブアッセンブリを１つずつ周方向に移動させて上記巻線アッセンブリを組み立てることを特徴とする請求項１１記載の回転電機の製造方法。
【請求項１５】
上記巻線アッセンブリを組み立てる工程は、上記巻線アッセンブリを構成する上記サブアッセンブリの１つのサブアッセンブリを残してＣ字状の組立体に組み立て、上記組立体のＣ字状の開口幅が上記サブアッセンブリの周方向幅より広くなるように該組立体の開口を広げ、上記残る１つのサブアッセンブリを上記組立体の開口から該組立体の周方向の一側に組み付け、その後上記組立体の開口を閉じて開口端の上記サブアッセンブリ同士を組み付け、上記巻線アッセンブリを円環状に組立てることを特徴とする請求項１４記載の回転電機の製造方法。
【請求項１６】
上記巻線アッセンブリを上記電機子鉄心に装着する工程は、
上記電機子鉄心を周方向にスロット数と同数に分割された、円弧状のコアバック部および該コアバック部の内周部から径方向内方に延設された１本のティースを有する鉄心ブロックを、上記巻線アッセンブリの外周側に、該ティースの先端が隣り合う上記直線部の列間のそれぞれに向かうように環状に配列し、環状に配列された上記鉄心ブロックを径方向内方に移動させて、該ティースの先端を上記直線部の列間のそれぞれに同時に差し込むことを特徴とする請求項１１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の回転電機の製造方法。
【請求項１７】
上記巻線アッセンブリを上記電機子鉄心に装着する工程は、
上記電機子鉄心を上記スロット配列方向にスロット数の半数に等分割された、円弧状のコアバック部および該コアバック部の周方向内周部から周方向に離間して径方向内方に延設された２本のティースを有する鉄心ブロックを、上記巻線アッセンブリの外周側に、該ティースの先端が隣り合う上記直線部の列間のそれぞれに向かうように環状に配列し、環状に配列された上記鉄心ブロックを径方向内方に移動させて、該ティースの先端を上記直線部の列間のそれぞれに同時に差し込むことを特徴とする請求項１１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の回転電機の製造方法。
【請求項１８】
上記鉄心ブロックの上記ティースが差し込まれる前の上記巻線アッセンブリは、上記電機子鉄心に装着された上記巻線アッセンブリの最終直径より大きな直径に構成されていることを特徴とする請求項１６又は請求項１７に記載の回転電機の製造方法。
【国際調査報告】
2014006927.tif 000047
2014006927.tif 000048
2014006927.tif 000049
2014006927.tif 000050