(57)【要約】  この発明は、各相コイルを構成するコイルの結線を工夫して、スロット内の導体線間に発生する電位差を抑制し、スロット内の絶縁材料の厚みの増大を抑えることができるとともに、巻線体間の渡り部の長さを短くし、高効率化および小型化を図ることができる回転電機を得る。  電機子巻線を構成するＵ相コイルは、電気角で３６０°離れたスロット対に収納されている巻線体を周方向の配列順に直列に接続して形成された、周方向に約１周する４本の第１から第４小コイル群Ｕ１０１，Ｕ１０２，Ｕ２０１，Ｕ２０２を備えている。Ｕ相コイルは、同じスロットに収納されている２本の小コイル群が、連続して、あるいは１つ置きに位置するように、４本の第１から第４小コイル群Ｕ１０１，Ｕ１０２，Ｕ２０１，Ｕ２０２を直列に接続して構成されている。
2014017361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子巻線が円環状の電機子鉄心に装着されて構成される電機子を有し、スロットが上記電機子鉄心に毎極毎相当たりｑ(但し、ｑは２以上の自然数）の割合で形成された回転電機において、
上記電機子巻線は、導体線を互いに１磁極ピッチ離れた２個又は３個の上記スロットに巻き回して構成された分布巻きの巻線体を、周方向に１スロットピッチで配列して構成され、
上記電機子巻線を構成する相コイルのそれぞれは、同じスロット群に収納されている、電気角で３６０°離れた上記巻線体を周方向の配列順に直列に接続して形成された、周方向に１周する（２×ｑ）本の周回コイルを備え、
上記相コイルのそれぞれは、同じ上記スロット群に収納されている２本の上記周回コイルが、連続して、あるいは１つ置きに位置するように、上記（２×ｑ）本の周回コイルを直列に接続して構成されていることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
電機子巻線が円環状の電機子鉄心に装着されて構成される電機子を有し、スロットが上記電機子鉄心に毎極毎相当たりｑ(但し、ｑは２以上の自然数）の割合で形成された回転電機において、
上記電機子巻線は、導体線を互いに１磁極ピッチ離れた２個又は３個の上記スロットに巻き回して構成された分布巻きの巻線体を、周方向に１スロットピッチで配列して構成され、
上記電機子巻線を構成する相コイルのそれぞれは、同じスロット群に収納されている、電気角で３６０°離れた上記巻線体を周方向の配列順に直列に接続して形成された、周方向に１周する（２×ｑ）本の周回コイルを備え、
上記相コイルのそれぞれは、異なる上記スロット群に収納されているｑ本の上記周回コイルを直列に接続して構成された２本のサブコイルを並列に接続して構成され、
同じ上記スロット群に収納されている２本の上記周回コイルが、上記２本のサブコイルのそれぞれの給電部から数えて同じ順番位置に位置していることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
上記周回コイル同士の接続が、上記導体線と別部材で作製された渡り線により行われていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転電機。
【請求項４】
電機子巻線が円環状の電機子鉄心に装着されて構成される電機子を有し、スロットが上記電機子鉄心に毎極毎相当たりｑ（但し、ｑは２以上の自然数）の割合で形成された回転電機において、
上記電機子巻線は、それぞれ、導体線を１磁極ピッチ毎の上記スロットで構成されるスロット群に、上記スロット内で径方向の内側と外側を交互にとるように波巻きに周方向に１周巻いて形成された複数の周回コイルを備え、上記導体線が上記スロットのそれぞれに径方向に１列に２ｍ本（但し、ｍは２以上の自然数）ずつ配列されており、
上記電機子巻線を構成する相コイルのそれぞれは、上記導体線が上記スロット内で径方向に隣り合う上記周回コイル同士を直列に接続して形成された（ｍ×ｑ）本の小コイル群を備え、
上記相コイルのそれぞれは、同じ上記スロット群に収納されているｍ本の上記小コイル群を連続して、又は１つ置きに位置するように、上記（ｍ×ｑ）本の小コイル群を直列に接続して構成されていることを特徴とする回転電機。
【請求項５】
電機子巻線が円環状の電機子鉄心に装着されて構成される電機子を有し、スロットが上記電機子鉄心に毎極毎相当たりｑ（但し、ｑは２以上の自然数）の割合で形成された回転電機において、
上記電機子巻線は、それぞれ、導体線を１磁極ピッチ毎の上記スロットで構成されるスロット群に、上記スロット内で径方向の内側と外側を交互にとるように波巻きに周方向に１周巻いて形成された複数の周回コイルを備え、上記導体線が上記スロットのそれぞれに径方向に１列に２ｍ本（但し、ｍは２以上の自然数）ずつ配列されており、
上記電機子巻線を構成する相コイルのそれぞれは、上記導体線が上記スロット内で径方向に隣り合う上記周回コイル同士を直列に接続して形成された（ｍ×ｑ）本の小コイル群を備え、
上記相コイルのそれぞれは、異なる上記スロット群に収納されているｑ本の上記小コイル群を直列に接続して構成されたｍ本のサブコイルを並列に接続して構成され、
同じ上記スロット群に収納されているｍ本の上記小コイル群が、上記ｍ本のサブコイルのそれぞれの給電部から数えて同じ順番位置に位置していることを特徴とする回転電機。
【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に関し、特に電機子巻線の結線構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動機や発電機として使用される回転電機において、小型高出力、および高品質が求められている。このような高出力の回転電機では、高い電圧が印加されるため、電機子コアに巻装されるコイル間に発生する電位差が大きくなり、それに耐える絶縁材料の厚みが必要となる。しかしながら、電機子コアの形状を変えずに絶縁材料の厚みを厚くすると、絶縁材料の厚みを厚くする分コイルのスペースが少なくなり、回転電機の効率が低下する。また、コイルのスペースを変えずに絶縁材料の厚みを厚くすると、絶縁材料の厚みを厚くする分電機子コアが大径化し、回転電機の大型化をもたらすことになる。【０００３】
このような状況を鑑み、コイル間に発生する電位差を抑制する方法が種々提案されている。【０００４】
例えば、特許文献１に記載された従来の回転電機では、各相コイルの端子側周回コイルを他の相コイルが収容されるスロットと隣り合わないスロットに収容し、かつ端子側周回コイルが収容されるスロットの端子側周回コイルと径方向に隣接する位置に、そのスロットの隣のスロットの端子側周回コイルと周方向に隣り合う位置に収容される周回コイルよりも中性点側の周回コイルを収容するようにしている。これにより、コイルエンドにおける周回コイル間に生じる電位差を抑制していた。【０００５】
また、特許文献２に記載された従来の回転電機では、分布巻き、かつ重ね巻きの複数のコイルを直列に接続して構成された各相の巻線をＹ結線して構成される固定子巻線において、各相の巻線が、入力端に接続される第１コイル、中性点に接続される最終コイル、および複数の中間コイルを、相毎に径方向位置を変えて、それぞれ、周方向に１列に配列して構成され、各相の複数の中間コイルの中の２つの中間コイルが、同相の第１コイルの周方向両側に位置するように配置され、各相の第１コイルが、隣接する２つの同相の中間コイルよりも電気的に中間点側に接続されている他相の中間コイルまたは他相の最終コイルと径方向に隣接するように配置されている。これにより、同相および各相間の隣接コイル間の分担電圧を緩和していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４８２３７９７号公報
【特許文献２】特開２００９−２７８８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の回転電機では、同相のコイル間の電位差を抑制することができず、スロット内に収容される絶縁材料の厚さが厚くなってしまうという課題があった。【０００８】
また、特許文献２に記載の従来の回転電機では、各相の巻線が、周方向に配列された複数のコイルを直列に接続しているので、１つのスロットに２つ以上のコイルが収容される巻線構成、いわゆる多層巻きの巻線構成をとる場合には、入力端側に接続されるコイルと中性点側に接続されるコイルとが同じスロットに収容される事態が発生する。その結果、コイル間の電位差が最大で印加電圧と同等となってしまい、スロット内のコイル間の電位差を抑制することができず、スロット内のコイル間を絶縁する絶縁材料の厚さが厚くなってしまうという課題があった。【０００９】
さらに、特許文献２に記載の従来の回転電機では、コイル間を接続する渡り部が長くなり、しかも渡り部の渡り方向が一方向ではないので、巻線抵抗が増大し、回転電機の効率が低下するとともに、渡り部の重なりによる回転電機が大径化するという課題もあった。【００１０】
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、各相コイルを構成するコイルの結線を工夫して、スロット内の導体線間に発生する電位差を抑制し、スロット内の絶縁材料の厚みの増大を抑えることができるとともに、コイルを構成する巻線体間の渡り部の長さを短くし、高効率化および小型化を図ることができる回転電機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明による回転電機は、電機子巻線が円環状の電機子鉄心に装着されて構成される電機子を有し、スロットが上記電機子鉄心に毎極毎相当たりｑ(但し、ｑは２以上の自然数）の割合で形成されている。上記電機子巻線は、導体線を互いに１磁極ピッチ離れた２個又は３個の上記スロットに巻き回して構成された分布巻きの巻線体を、周方向に１スロットピッチで配列して構成され、上記電機子巻線を構成する相コイルのそれぞれは、同じスロット群に収納されている、電気角で３６０°離れた上記巻線体を周方向の配列順に直列に接続して形成された、周方向に１周する（２×ｑ）本の周回コイルを備え、上記相コイルのそれぞれは、同じ上記スロット群に収納されている２本の上記周回コイルが、連続して、あるいは１つ置きに位置するように、上記（２×ｑ）本の周回コイルを直列に接続して構成されている。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、電機子巻線を構成する相コイルのそれぞれが、電気角で３６０°離れた巻線体を周方向の配列順に直列に接続して形成された周回コイルを備えている。そこで、巻線体同士を接続する渡り部が短くなり、渡り部の重なりに起因する径大化が抑えられ、小型化を実現できる。
相コイルのそれぞれは、同じスロット群に収納されている周回コイルが、連続して、あるいは１つ置きに位置するように、全ての周回コイルを直列に接続して構成されている。そこで、スロット内の導体線間に発生する電位差が小さくなり、スロット内の導体線間の絶縁材料の厚みを薄くすることができる。その結果、その分導体線の導体部の断面積を大きくして占積率を大きくでき、高効率化および放熱性向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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電機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電機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電機子の電機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電機子を軸方向他端側から見た端面図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを構成する小コイル群の結線図である。
【図１２】この発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを構成する小コイル群を示す斜視図である。
【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アッセンブリの小コイル群の配列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電機子巻線のＵ相コイルの結線図である。
【図１５】この発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【図１６】この発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子の組み立て方法を説明する図である。
【図１７】この発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子の組み立て方法を説明する図である。
【図１８】この発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子の組み立て方法を説明する図である。
【図１９】この発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子の組み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に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルの結線図である。
【図２１】この発明の実施の形態２に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【図２２】この発明の実施の形態２に係る回転電機における電機子巻線を示す斜視図である。
【図２３】この発明の実施の形態３に係る回転電機における電機子巻線のＷ相コイルの結線図である。
【図２４】この発明の実施の形態３に係る回転電機における電機子巻線を示す斜視図である。
【図２５】この発明の実施の形態４に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルの結線図である。
【図２６】この発明の実施の形態４に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【図２７】この発明の実施の形態５に係る回転電機におけるにおける電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【図２８】この発明の実施の形態６に係る回転電機を示す片側断面図である。
【図２９】この発明の実施の形態６に係る回転電機の要部を示す斜視図である。
【図３０】この発明の実施の形態６に係る回転電機に適用される電機子を示す斜視図である。
【図３１】この発明の実施の形態６に係る回転電機に適用される電機子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す斜視図である。
【図３２】この発明の実施の形態６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３３】この発明の実施の形態６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平面図である。
【図３４】この発明の実施の形態６に係る回転電機における電機子巻線を構成する巻線体をスロットに収納した状態を説明する模式図である。
【図３５】この発明の実施の形態６に係る回転電機に適用される電機子の電機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３６】この発明の実施の形態６に係る回転電機における電機子の組み立て方法を説明する図である。
【図３７】この発明の実施の形態６に係る回転電機における電機子の組み立て方法を説明する図である。
【図３８】この発明の実施の形態６に係る回転電機における電機子を軸方向他端側から見た端面図である。
【図３９】この発明の実施の形態６に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルの結線図である。
【図４０】この発明の実施の形態６に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【図４１】この発明の実施の形態６に係る回転電機における電機子巻線の給電部周りを示す要部斜視図である。
【図４２】この発明の実施の形態７に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルの結線図である。
【図４３】この発明の実施の形態７に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【図４４】この発明の実施の形態８に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルの結線図である。
【図４５】この発明の実施の形態８に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【図４６】この発明の実施の形態９に係る回転電機に適用される電機子を示す斜視図である。
【図４７】この発明の実施の形態９に係る回転電機に適用される電機子巻線を構成する巻線体を示す斜視図である。
【図４８】この発明の実施の形態９に係る回転電機における電機子巻線の結線部を示す平面図である。
【図４９】この発明の実施の形態９に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルの結線図である。
【図５０】この発明の実施の形態９に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【図５１】この発明の実施の形態１０に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明による回転電機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１５】
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電機子を示す斜視図、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電機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電機子の電機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である。
【００１６】
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の内周側に回転可能に配設された回転子５と、を備えている。
【００１７】
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予め定めたピッチで配列され、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。
【００１８】
つぎに、電機子１０の構成について具体的に図３から図９を参照しつつ説明する。
【００１９】
電機子１０は、図３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、を備えている。ここで、説明の便宜上、回転子５の極数ｐを８、電機子鉄心１１のスロット数ｓを４８個、電機子巻線２０を三相巻線とする。すなわち、毎極毎相当たりのスロット数ｑは２である。
【００２０】
鉄心ブロック１２は、円環状の電機子鉄心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、予め定めた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、電機子鉄心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の電機子鉄心１１の軸心に垂直な断面は長方形となっている。
【００２１】
巻線体２２は、図６から図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。
【００２２】
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り、１磁極ピッチに相当する。
【００２３】
第１コイルエンド２２ｃは、一方の列の第１直線部２２ａの一端から予め定めた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予め定めた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。
【００２４】
同様に、第２コイルエンド２２ｄは、他方の列の第２直線部２２ｂの他端から予め定めた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予め定めた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。
【００２５】
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を介して接続された第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。
【００２６】
巻線アッセンブリ２１は、図５に示されるように、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。そして、巻線アッセンブリ２１は、図３に示されるように、１スロットピッチで周方向に配列された巻線体２２のそれぞれを連続する６つのティース１２ｂをまたぐスロット１３の対に収納して、電機子鉄心１１に装着される。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、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に後述する予め定めた結線処理が施され、電機子巻線２０が構成される。
【００２７】
つぎに、巻線アッセンブリ２１の結線方法について図１０から図１５を参照しつつ説明する。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電機子を軸方向他端側から見た端面図、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電機子巻線のＵ相コイルを構成する小コイル群の結線図、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電機子巻線のＵ相コイルを構成する小コイル群を示す斜視図、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アッセンブリの小コイル群の配列状態を示す斜視図、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電機子巻線のＵ相コイルの結線図、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電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。なお、図１０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。
【００２８】
まず、図１０において、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。
【００２９】
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。
【００３０】
つぎに、図１１に基づいて、Ｕ相コイルを構成する第１から第４小コイル群Ｕ１０１，Ｕ１０２，Ｕ２０１，Ｕ２０２の結線方法を説明する。
【００３１】
電気角で３６０°離れた巻線体２２のＵ１−１ＢとＵ１−３Ａ、Ｕ１−３ＢとＵ１−５Ａ、Ｕ１−５ＢとＵ１−７Ａを接続し、第１小コイル群Ｕ１０１を作製する。同様に、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＵ１−２ＢとＵ１−４Ａ、Ｕ１−４ＢとＵ１−６Ａ、Ｕ１−６ＢとＵ１−８Ａを接続し、第２小コイル群Ｕ１０２を作製する。同様に、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＵ２−１ＢとＵ２−３Ａ、Ｕ２−３ＢとＵ２−５Ａ、Ｕ２−５ＢとＵ２−７Ａを接続し、第３小コイル群Ｕ２０１を作製する。同様に、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＵ２−２ＢとＵ２−４Ａ、Ｕ２−４ＢとＵ２−６Ａ、Ｕ２−６ＢとＵ２−８Ａを接続し、第４小コイル群Ｕ２０２を作製する。
【００３２】
第１小コイル群Ｕ１０１は、図１２に示されるように、周方向に電気角で３６０°離れて配列された４つの巻線体２２を、周方向の配列順に直列に接続して構成される。そこで、接続される巻線体２２の巻線端２２ｇ，２２ｈ間の距離が短くなり、巻線端２２ｇを延ばして渡り部として利用し、巻線体２２同士を接続することができる。第２から第４小コイル群Ｕ１０２，Ｕ２０１，Ｕ２０２においても、周方向に電気角で３６０°離れて配列された４つの巻線体２２を、周方向の配列順に直列に接続して構成される。第１から第４小コイル群Ｕ１０１，Ｕ１０２，Ｕ２０１，Ｕ２０２は、それぞれ、電機子鉄心１１に周方向に約１周（機械角で３６０°）するように巻装された周回コイルである。図示していないが、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルも、同様に、構成される。そして、図１３はそれぞれ４つの巻線体２２を直列に接続して作製された１２個の小コイル群を、互いに電気角でπ／６の位相をずらして、すなわち１スロットピッチで配列した状態を示している。
【００３３】
このように、この実施の形態１では、毎極毎相当たりのスロット数ｑが２、極数ｐが８、１つのスロット１３に収納されている巻線体２２の本数が２、１相当たりの小コイル群の数（２×ｑ）が４であり、各小コイル群を構成する直列接続される巻線体２２の数（ｐ／２）が４となる。
【００３４】
つぎに、図１４および図１５に基づいて、Ｕ相コイルを構成する第１から第４小コイル群Ｕ１０１，Ｕ１０２，Ｕ２０１，Ｕ２０２間の結線方法を説明する。なお、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルも同様に結線されるので、ここではその説明を省略する。
【００３５】
第１小コイル群Ｕ１０１と第２小コイル群Ｕ１０２がスロット番号（１＋６ｎ）のスロット群に収納され、第３小コイル群Ｕ２０１と第４小コイル群Ｕ２０２がスロット番号（２＋６ｎ）のスロット群に収納されている。そして、Ｕ１−７ＢとＵ１−８Ｂが渡り線７１により接続され、第１小コイル群Ｕ１０１と第２小コイル群Ｕ１０２が直列に接続される。Ｕ２−７ＢとＵ２−８Ｂが渡り線７２により接続され、第３小コイル群Ｕ２０１と第４小コイル群Ｕ２０２が直列に接続される。さらに、Ｕ１−２ＡとＵ２−１Ａが渡り線７３により接続され、第１から第４小コイル群Ｕ１０１，Ｕ１０２，Ｕ２０１，Ｕ２０２が直列に接続され、Ｕ相コイルが作製される。
【００３６】
つまり、同一スロット群に収納された第１小コイル群Ｕ１０１と第２小コイル群Ｕ１０２は、渡り線７１により、電気角でπだけ離れたスロット１３に挿入されている巻線体２２同士を接続して、連結される。同一スロット群に収納された第３小コイル群Ｕ２０１と第４小コイル群Ｕ２０２は、渡り線７２により、電気角でπだけ離れたスロット１３に挿入されている巻線体２２同士を接続して、連結される。さらに、第１および第２小コイル群Ｕ１０１，Ｕ１０２と第３および第４小コイル群Ｕ２０１，Ｕ２０２は、渡り線７３により、電気角で（π＋π／６）だけ離れたスロット１３に収納されている巻線体２２を接続して、連結される。これにより、１６本の巻線体２２を直列に接続したＵ相コイルが作製される。
【００３７】
ここで、製造条件の制約により、Ｕ１−１ＡとＵ１−２Ａを渡り線７１で接続し、Ｕ２−１ＡとＵ２−２Ａを渡り線７２で接続し、Ｕ１−８ＢとＵ２−７Ｂを渡り線７３で接続して、Ｕ相コイルを作製してもよい。
また、渡り線７１，７２，７３は、銅などの導体板で作製され、電機子鉄心１１に巻装されて周方向に１スロットピッチで配列された４８個の巻線体２２の第２コイルエンド２２ｄの軸方向外方に、互いに電気的に絶縁されて、周方向に延在している。
【００３８】
このように作製されたＵ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルは、１つのスロット１３に２つの小コイル群が収納される多層巻きの巻線構造である。そして、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルをＹ結線して電機子巻線２０が得られる。この電機子巻線２０は、全節巻きの分布巻きの三相交流巻線となる。なお、分布巻きの巻線とは、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である。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た巻線という。
【００３９】
このように結線された電機子巻線２０を用いた回転電機１００は、電機子巻線２０に予め定めた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三相モータとして動作する。
なお、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。
【００４０】
このように構成された回転電機１００では、各相コイルを構成する小コイル群が、それぞれ、周方向に電気角で３６０°離れて配列された４つの巻線体２２を、周方向の配列順に直列に接続して構成されているので、巻線体２２間を接続する渡り部の長さを短くできる。そこで、特許文献２に記載の従来の回転電機のようにコイルエンドが軸方向に拡大することがなく、小型化を実現できる。また、巻線体２２間を接続する渡り部の長さが短くなるので、電機子巻線２０を構成する各相コイルの抵抗が低下し、高効率化が図られる。
【００４１】
また、相コイルが４つの小コイル群を直列に接続して構成されている。このとき、同一スロット群に収納されている２つの小コイル群を連続して接続しているので、スロット１３内の導体線間に発生する電位差を小さくできる。その結果、スロット１３内の導体線間の絶縁材料、例えば導体線に被覆されている絶縁被膜の厚みを薄くすることができるので、その分導体線の導体部の断面積を大きくして占積率を大きくし、高効率化および放熱性向上が期待できる。
また、小コイル群同士が第２コイルエンド２２ｄの軸方向外側を周方向に延在する渡り線７１，７２，７３により連結されているので、電機子巻線２０の大径化が抑えられる。また、渡り線７１，７２，７３を構成する導体板の形状や位置を変更するだけで、小コイル群の結線を変えることができるので、電機子巻線２０の設計変更に簡易に対応できる。
【００４２】
なお、この実施の形態１では、スロット１３内の導体線間の電位差を最大で相間電圧の４８．４％まで抑制できることが確認できた。この電位差は、巻線体２２の１ターンに発生する電圧降下を算出し、同じスロット１３内に収納される導体線に発生する電位差を全てのスロット１３で計算して比較し、最大となる電位差を用いた。
【００４３】
つぎに、電機子１０の組み立て方法について図１６から図１９を参照しつつ説明する。図１６から図１９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電機子の組み立て方法を説明する図であり、図１６および図１７は電機子組み立て前の状態を示し、図１８は電機子組み立て後の状態を示し、図１９は電機子組立後の状態を拡大して示している。なお、図１７から図１９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。
【００４４】
まず、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。
【００４５】
ついで、４８個の鉄心ブロック１２が、図１６および図１７に示されるように、ティース１２ｂのそれぞれを、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、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１８および図１９に示されるように、巻線アッセンブリ２１が電機子鉄心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。
【００４６】
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１２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、縮小されて、なくなる。それにより、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。
【００４７】
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。
【００４８】
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おいて、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列に整列化された状態で、電機子１０が組み立てられる。
【００４９】
実施の形態２．
図２０はこの発明の実施の形態２に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルの結線図、図２１はこの発明の実施の形態２に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図、図２２はこの発明の実施の形態２に係る回転電機における電機子巻線を示す斜視図である。
【００５０】
実施の形態２では、第１小コイル群Ｕ１０１、第２小コイル群Ｕ１０２、第３小コイル群Ｕ２０１および第４小コイル群Ｕ２０２は、上記実施の形態１と同様に構成されている。そして、図２０に示されるように、Ｕ１−７ＢとＵ２−１Ａを渡り線７１で接続し、第１小コイル群Ｕ１０１と第３小コイル群Ｕ２０１が直列に連結される。同様に、Ｕ１−２ＡとＵ２−８Ｂを渡り線７２で接続し、第２小コイル群Ｕ１０２と第４小コイル群Ｕ２０２が直列に連結される。さらに、Ｕ１−８ＢとＵ２−７Ｂが渡り線７３で接続される。これにより、給電側から見て、第１小コイル群Ｕ１０１、第３小コイル群Ｕ２０１、第２小コイル群Ｕ１０２、第４小コイル群Ｕ２０２の順に接続されたＵ相コイルが得られる。このＵ相コイルは、図２１に示されるように、同一スロット群に収納されている小コイル群を１つ置きに接続して構成されている。
【００５１】
このように構成されたＵ相コイルでは、巻線体２２の導体線をそのまま渡り線７１，７２として用いて、第１小コイル群Ｕ１０１と第３小コイル群Ｕ２０１が直列に連結され、第２小コイル群Ｕ１０２と第４小コイル群Ｕ２０２が直列に連結される。
さらに、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルが、同様にして、構成される。そして、図２２に示されるように、Ｕ相コイルのＵ２−２Ａ、Ｖ相コイルのＶ２−２ＡおよびＷ相コイルのＷ２−２Ａが、中性点渡り線７４で接続される。これにより、それぞれ、１６本の巻線体２２が直列に接続されたＵ相コイル、Ｖ相コイルおおよびＷ相コイルをＹ結線して構成された全節巻きの分布巻きの三相交流巻線からなる電機子巻線２０Ａが得られる。
【００５２】
この実施の形態２においても、各相コイルを構成する小コイル群（周回コイル）が、それぞれ、周方向に電気角で３６０°離れて配列された４つの巻線体２２を、周方向の配列順に直列に接続して構成されているので、巻線体２２間を接続する渡り部の長さを短くでき、小型化を実現できる。
【００５３】
また、相コイルが４つの小コイル群を直列に接続して構成されている。このとき、同一スロット群に収納されている２つの小コイル群を一つ置きに接続しているので、スロット１３内の導体線間に発生する電位差を小さくできる。その結果、スロット１３内の導体線間の絶縁材料、例えば導体線に被覆されている絶縁被膜の厚みを薄くすることができるので、その分導体線の導体部の断面積を大きくして占積率を大きくし、高効率化および放熱性向上が期待できる。
【００５４】
なお、この実施の形態２では、スロット１３内の導体線間の電位差を最大で相間電圧の７３．４％まで抑制できることが確認できた。この電位差は、巻線体２２の１ターンに発生する電圧降下を算出し、同じスロット１３内に収納される導体線に発生する電位差を全てのスロット１３で計算して比較し、最大となる電位差を用いた。
また、中性点渡り線７４は、銅などの導体板で作製され、電機子鉄心１１に巻装されて周方向に１スロットピッチで配列された４８個の巻線体２２の第２コイルエンド２２ｄの軸方向外方に、渡り線７１，７２，７３と電気的に絶縁されて、周方向に延在している。
【００５５】
実施の形態３．
図２３はこの発明の実施の形態３に係る回転電機における電機子巻線のＷ相コイルの結線図、図２４はこの発明の実施の形態３に係る回転電機における電機子巻線を示す斜視図である。
【００５６】
この実施の形態３では、図２３に示されるように、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＷ１−１ＢとＷ１−３Ａ、Ｗ１−３ＢとＷ１−５Ａ、Ｗ１−５ＢとＷ１−７Ａを接続し、第１小コイル群Ｗ１０１を作製する。同様に、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＷ１−８ＢとＷ１−２Ａ、Ｗ１−２ＢとＷ１−４Ａ、Ｗ１−４ＢとＷ１−６Ａを接続し、第２小コイル群Ｗ１０２を作製する。同様に、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＷ２−１ＢとＷ２−３Ａ、Ｗ２−３ＢとＷ２−５Ａ、Ｗ２−５ＢとＷ２−７Ａを接続し、第３小コイル群Ｗ２０１を作製する。同様に、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＷ２−８ＢとＷ２−２Ａ、Ｗ２−２ＢとＷ２−４Ａ、Ｗ２−４ＢとＷ２−６Ａを接続し、第４小コイル群Ｗ２０２を作製する。
【００５７】
ついで、Ｗ１−７ＢとＷ２−１Ａを渡り線７１で接続し、第１小コイル群Ｗ１０１と第３小コイル群Ｗ２０１が直列に連結される。同様に、Ｗ１−８ＡとＷ２−６Ｂを渡り線７２で接続し、第２小コイル群Ｗ１０２と第４小コイル群Ｗ２０２が直列に連結される。さらに、Ｗ１−６ＢとＷ２−７Ｂが渡り線７３で接続される。これにより、給電側から見て、第１小コイル群Ｗ１０１、第３小コイル群Ｗ２０１、第２小コイル群Ｗ１０２、第４小コイル群Ｗ２０２の順に接続されたＷ相コイルが得られる。このＷ相コイルは、同一スロット群に収納されている小コイル群を１つ離して接続して構成されている。
【００５８】
このように構成されたＷ相コイルでは、巻線体２２の導体線をそのまま渡り線７１，７２として用いて、第１小コイル群Ｗ１０１と第３小コイル群Ｗ２０１が直列に連結され、第２小コイル群Ｗ１０２と第４小コイル群Ｗ２０２が直列に連結される。
【００５９】
また、Ｖ相コイルは、上述のＷ相コイルと同様に構成されている。一方、Ｕ相コイルは、上記実施の形態２と同様に構成される。そして、図２４に示されるように、Ｕ相コイルのＵ２−２Ａ、Ｖ相コイルのＶ２−８ＡおよびＷ相コイルのＷ２−８Ａが、中性点渡り線７４で接続される。これにより、それぞれ、１６本の巻線体２２が直列に接続されたＵ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルをＹ結線して構成された全節巻きの分布巻きの三相交流巻線からなる電機子巻線２０Ｂが得られる。
【００６０】
このように結線された電機子巻線２０Ｂを用いた回転電機では、小コイル群（周回コイル）の端末が周方向に関して集約され、一層の小型化を実現できる。
【００６１】
また、この実施の形態３においても、各相コイルを構成する小コイル群が、それぞれ、周方向に電気角で３６０°離れて配列された４つの巻線体２２を、周方向の配列順に直列に接続して構成されているので、巻線体２２間を接続する渡り部の長さを短くでき、小型化を実現できる。
【００６２】
また、相コイルが４つの小コイル群を直列に接続して構成されている。このとき、同一スロット群に収納されている２つの小コイル群を一つ置きに接続しているので、スロット１３内の導体線間に発生する電位差を小さくできる。その結果、スロット１３内の導体線間の絶縁材料、例えば導体線に被覆されている絶縁被膜の厚みを薄くすることができるので、その分導体線の導体部の断面積を大きくして占積率を大きくし、高効率化および放熱性向上が期待できる。
【００６３】
実施の形態４．
図２５はこの発明の実施の形態４に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルの結線図、図２６はこの発明の実施の形態４に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【００６４】
この実施の形態４では、第１小コイル群Ｕ１０１、第２小コイル群Ｕ１０２、第３小コイル群Ｕ２０１および第４小コイル群Ｕ２０２は、上記実施の形態１と同様に構成されている。そして、電気角で（π−π／６）だけ離れたスロット１３に挿入されている巻線体２２のＵ１−７ＢとＵ２−１Ａを渡り線７１で接続し、第１小コイル群Ｕ１０１と第３小コイル群Ｕ２０１が直列に連結される。同様に、電気角で（π／６）だけ離れたスロット１３に挿入されている巻線体２２のＵ１−２ＡとＵ２−２Ａを渡り線７２で接続し、第２小コイル群Ｕ１０２と第４小コイル群Ｕ２０２が直列に連結される。
【００６５】
さらに、Ｕ１−１ＡとＵ１−８Ｂが渡り線７３で接続され、Ｕ２−７ＢとＵ２−８Ｂが渡り線７３で接続される。これにより、８本の巻線体２２が直列に接続された２つのサブコイルを並列に接続してなるＵ相コイルが作製される。このＵ相コイルの並列接続された各サブコイルにおいて、同一スロット群に収納されている２つの小コイル群が、給電側から見て、同じ順番の位置に接続されている。つまり、同一スロット群に収納されている第１小コイル群Ｕ１０１と第２小コイル群Ｕ１０２は、並列接続された各サブコイルの給電側から１番目の位置にくるように接続されている。同様に、同一スロット群に収納されている第３小コイル群Ｕ２０１と第４小コイル群Ｕ２０２は、並列接続された各サブコイルの給電側から２番目の位置にくるように接続されている。
【００６６】
また、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルは、Ｕ相コイルと同様に構成される。そして、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルがＹ結線されて、全節巻きの分布巻きの三相交流巻線からなる電機子巻線が得られる。
【００６７】
この実施の形態４においても、各相コイルを構成する小コイル群（周回コイル）が、それぞれ、周方向に電気角で３６０°離れて配列された４つの巻線体２２を、周方向の配列順に直列に接続して構成されているので、巻線体２２間を接続する渡り部の長さを短くでき、小型化を実現できる。
【００６８】
また、相コイルが一方のスロット群に収納されている１つの小コイル群と他方のスロット群に収納されている１つの小コイル群とを直列に接続して作製された２本のサブコイルを並列に接続して構成されている。このとき、並列接続された各サブコイルにおいて、同一スロット群に収納されている２つの小コイル群が給電側からみて同じ順番の位置にくるように接続されているので、スロット１３内の導体線間に発生する電位差を小さくできる。その結果、スロット１３内の導体線間の絶縁材料、例えば導体線に被覆されている絶縁被膜の厚みを薄くすることができるので、その分導体線の導体部の断面積を大きくして占積率を大きくし、高効率化および放熱性向上が期待できる。
【００６９】
なお、この実施の形態４では、スロット１３内の導体線間の電位差を最大で相間電圧の４６．９％まで抑制できることが確認できた。この電位差は、巻線体２２の１ターンに発生する電圧降下を算出し、同じスロット１３内に収納される導体線に発生する電位差を全てのスロット１３で計算して比較し、最大となる電位差を用いた。
【００７０】
実施の形態５．
図２７はこの発明の実施の形態５に係る回転電機におけるにおける電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【００７１】
この実施の形態５では、毎極毎相当たりのスロット数ｑを３とし、極数ｐを８とし、スロット数ｓを７２とし、１つのスロット１３に収納されている巻線体２２の本数を２とした。そこで、１相当たりの小コイル群の数（２×ｑ）が６となり、各小コイル群を構成する直列接続される巻線体２２の数（ｐ／２）が４となる。巻線体２２は、導体線を周方向に連続する９個のティースの両側に位置するスロットの対、すなわち１磁極ピッチ離れたスロットの対に巻回して構成される。
【００７２】
第１小コイル群Ｕ１０１および第２小コイル群Ｕ１０２は、それぞれ、同一スロット群に収納されている４つの巻線体２２を直列に接続して構成され、電機子鉄心に周方向に約１周（機械角で３６０°）するように巻装された周回コイルである。第３小コイル群Ｕ２０１および第４小コイル群Ｕ２０２は、それぞれ、第１小コイル群Ｕ１０１および第２小コイル群Ｕ１０２が収納されているスロット群の周方向一側に隣接するスロット群に収納されている４つの巻線体２２を直列に接続して構成され、電機子鉄心に周方向に約１周（機械角で３６０°）するように巻装された周回コイルである。第５小コイル群Ｕ３０１および第６小コイル群Ｕ３０２は、それぞれ、第３小コイル群Ｕ２０１および第４小コイル群Ｕ２０２が収納されているスロット群の周方向一側に隣接するスロット群に収納されている４つの巻線体２２を直列に接続して構成され、電機子鉄心に周方向に約１周（機械角で３６０°）するように巻装された周回コイルである。
【００７３】
そして、電気角で互いに（π+π／９）ずれたスロット１３に収納されている第１小コイル群Ｕ１０１と第３小コイル群Ｕ２０１と第５小コイル群Ｕ３０１が直列に連結される。同様に、電気角で（π+π／９）ずれたスロット１３に収納されている第２小コイル群Ｕ１０２と第４小コイル群Ｕ２０２と第６小コイル群Ｕ３０２が直列に連結される。
【００７４】
さらに、第１小コイル群Ｕ１０１と第３小コイル群Ｕ２０１と第５小コイル群Ｕ３０１を直列に接続したサブコイルと、第２小コイル群Ｕ１０２と第４小コイル群Ｕ２０２と第６小コイル群Ｕ３０２を直列に接続したサブコイルとが、並列に接続される。これにより、１２本の巻線体２２が直列に接続された２つのサブコイルを並列に接続してなるＵ相コイルが作製される。このＵ相コイルの並列接続された各サブコイルにおいて、同一スロット群に収納されている２つの小コイル群が、給電側から見て、同じ順番の位置に接続されている。つまり、同一スロット群に収納されている第１小コイル群Ｕ１０１と第２小コイル群Ｕ１０２は、並列接続された各サブコイルの給電側から１番目の位置にくるように接続されている。また、同一スロット群に収納されている第３小コイル群Ｕ２０１と第４小コイル群Ｕ２０２は、並列接続された各サブコイルの給電側から３番目の位置にくるように接続されている。また、同一スロット群に収納されている第５小コイル群Ｕ３０１と第６小コイル群Ｕ３０２は、並列接続された各サブコイルの給電側から２番目の位置にくるように接続されている。
【００７５】
また、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルは、Ｕ相コイルと同様に構成される。そして、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルがＹ結線されて、全節巻きの分布巻きの三相交流巻線からなる電機子巻線が得られる。
【００７６】
この実施の形態５においても、各相コイルを構成する小コイル群（周回コイル）が、それぞれ、周方向に電気角で３６０°離れて配列された４つの巻線体２２を、周方向の配列順に直列に接続して構成されているので、巻線体２２間を接続する渡り部の長さを短くでき、小型化を実現できる。
【００７７】
また、相コイルが各スロット群に収納されている１つずつの小コイル群を直列に接続して作製された２本のサブコイルを並列に接続して構成されている。このとき、並列接続された各サブコイルにおいて、同一スロット群に収納されている２つの小コイル群が給電側からみて同じ順番の位置にくるように接続されているので、スロット１３内の導体線間に発生する電位差を小さくできる。その結果、スロット１３内の導体線間の絶縁材料、例えば導体線に被覆されている絶縁被膜の厚みを薄くすることができるので、その分導体線の導体部の断面積を大きくして占積率を大きくし、高効率化および放熱性向上が期待できる。
【００７８】
なお、この実施の形態５では、スロット１３内の導体線間の電位差を最大で相間電圧の４６．９％まで抑制できることが確認できた。この電位差は、巻線体２２の１ターンに発生する電圧降下を算出し、同じスロット１３内に収納される導体線に発生する電位差を全てのスロット１３で計算して比較し、最大となる電位差を用いた。
なお、上記実施の形態１から実施の形態５では、巻線体２２が接続部のない連続した導体線を螺旋状に巻回して構成されているのとしているが、巻線体は、例えば短尺の導体を連結して作製された導体線を螺旋状に巻回して構成されてもよい。
【００７９】
実施の形態６．
図２８はこの発明の実施の形態６に係る回転電機を示す片側断面図、図２９はこの発明の実施の形態６に係る回転電機の要部を示す斜視図、図３０はこの発明の実施の形態６に係る回転電機に適用される電機子を示す斜視図、図３１はこの発明の実施の形態６に係る回転電機に適用される電機子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す斜視図、図３２はこの発明の実施の形態６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３３はこの発明の実施の形態６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平面図、図３４はこの発明の実施の形態６に係る回転電機における電機子巻線を構成する巻線体をスロットに収納した状態を説明する模式図、図３５はこの発明の実施の形態６に係る回転電機に適用される電機子の電機子巻線を構成する巻線アッセンブリを示す斜視図、図３６はこの発明の実施の形態６に係る回転電機における電機子の組み立て方法を説明する図、図３７はこの発明の実施の形態６に係る回転電機における電機子の組み立て方法を説明する図である。なお、図３４中、１，２，６，７，８、１２，１３はスロット３３に周方向に順にふったスロット番号である。
【００８０】
図２８および図２９において、回転電機１０１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１０Ａ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１０Ａ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。なお、回転電機１０１は、電機子１０に替えて電機子１０Ａを用いている点を除いて、上記実施の形態１における回転電機１００と同様に構成されている。
【００８１】
つぎに、電機子１０Ａの構成について具体的に図３０から図３５を参照しつつ説明する。
【００８２】
電機子１０Ａは、図３０に示されるように、電機子鉄心３０と、電機子鉄心３０に装着された電機子巻線４０と、を備えている。ここで、説明の便宜上、極数ｐを１０、電機子鉄心３０のスロット数ｓを６０個、電機子巻線４０を三相巻線とする。すなわち、毎極毎相当たりのスロット数ｑは２である。
【００８３】
鉄心ブロック３１は、円環状の電機子鉄心３０を周方向に３０等分割したもので、図３１に示されるように、予め定めた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３１ａと、コアバック部３１ａの内周壁面から径方向内方に延設されたティース３１ｂと、を備えている。そして、電機子鉄心３０は、ティース３１ｂを径方向内方に向けて、コアバック部３１ａの周方向の側面同士を突き合わせて、３０個の鉄心ブロック３１を周方向に配列、一体化して、円環状に構成されている。周方向に隣り合うティース３１ｂの間に形成されるスロット３３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３１ｂ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３３の電機子鉄心３０の軸心に垂直な断面は長方形となっている。
【００８４】
巻線体４２は、図３２および図３３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直径ｄの円形断面の導体線３９を、後述するδの字状のコイルパターンに巻回して作製される。なお、巻線体２２は、円形断面の導体線３９に替えて長方形断面の導体線を用いてもよい。
【００８５】
巻線体４２は、導体線３９を、第１直線部３９ａ、第１コイルエンド部３９ｅ、第２直線部３９ｂ、第２コイルエンド部３９ｆ、第３直線部３９ｃ、第３コイルエンド部３９ｇおよび第４直線部３９ｄからなるδ状のコイルパターンに巻いて作製される。この巻線体４２は、図３４に示されるように、互いに６スロット角度間隔（１磁極ピッチ）離れた３つのスロット３３に挿入される。つまり、第１直線部３９ａを１番のスロット３３に挿入し、第２および第４直線部３３ｂ、３３ｄを７番のスロット３３に挿入し、第３直線部３９ｃを１３番のスロット３３に挿入して、巻線体４２が電機子鉄心３０に装着されている。
【００８６】
第１、第２および第３コイルエンド部３９ｅ，３９ｆ，３９ｇは、それぞれ、径方向にｄだけ変位するクランク部を備えている。これにより、第１、第２、第３および第４直線部３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄは、スロット３３内の径方向位置を外径側から内径側に変えながら、互いに６スロット角度間隔（１磁極ピッチ）離れた３つのスロット３３に挿入される。そして、１番のスロット３３内の最外径位置に挿入された第１直線部３９ａから電機子鉄心３０の一端側に延び出る導体線３９の巻き始めが巻線端３９ｈとなり、７番のスロット３３内の最内径位置に挿入された第４直線部４９ｄから電機子鉄心３０の一端側に延び出る導体線３９の巻き終わりが巻線端３９ｉとなる。これらの巻線端３９ｈ，３９ｉは、他の巻線体４２、給電部、中性点などに接続される。
【００８７】
このように構成された巻線体４２を１スロットピッチで周方向に６０個配列して、図３５に示されるように、巻線アッセンブリ４１が構成される。このように構成された巻線アッセンブリ４１は、４本の第１、第２、第３および第４直線部４９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄの列が略等角ピッチで周方向に６０列配列されている。
【００８８】
電機子１０Ａを組み立てるには、まず、３０個の鉄心ブロック３１が、図３６に示されるように、ティース３１ｂのそれぞれを、巻線アッセンブリ４１の隣り合う第１、第２、第３および第４直線部３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ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３１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３１のティース３１ｂのそれぞれが隣り合う第１、第２、第３および第４直線部３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄの列間に挿入される。
【００８９】
そして、隣り合う鉄心ブロック３１の周方向の側面同士が突き合わされて、鉄心ブロック３１の径方向内方への移動が阻止され、図３７に示されるように、巻線アッセンブリ４１が電機子鉄心３０に装着される。そして、各スロット３３内には、４本の第１、第２、第３および第４直線部３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄが、径方向に１列に並んで収納される。そして、巻線アッセンブリ４１の巻線端２９ｈ，２２ｉに後述する予め定めた結線処理が施され、電機子巻線４０が構成される。これにより、電機子１０Ａが作製される。
【００９０】
つぎに、電機子巻線４０の結線方法について図３８から図４１を参照しつつ説明する。図３８はこの発明の実施の形態６に係る回転電機における電機子を軸方向他端側から見た端面図、図３９はこの発明の実施の形態６に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルの結線図、図４０はこの発明の実施の形態６に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図、図４１はこの発明の実施の形態６に係る回転電機における電機子巻線の給電部周りを示す要部斜視図である。なお、図３８中、１，７，１３・・・、５５はスロット３３に周方向に順にふったスロット番号である。
【００９１】
まず、図３８において、Ｕ１−１ａ，Ｕ１−２ａ・・・Ｕ１−１０ａおよびＵ１−１ｂ，Ｕ１−２ｂ・・・Ｕ１−１０ｂ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３３の群に装着されたＵ１相を構成する巻線体４２の巻線端４２ｈ，４２ｉであり、Ｕ２−１ａ，Ｕ２−２ａ・・・Ｕ２−１０ａおよびＵ２−１ｂ，Ｕ２−２ｂ・・・Ｕ２−１０ｂ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４２の巻線端４２ｈ，４２ｉである。
【００９２】
また、巻線体４２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４２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４２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４２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，Ｖ１−１ｂ（Ｖ１相を構成する巻線体４２の巻線端）、Ｖ２−１ａ，Ｖ２−１ｂ（Ｖ２相を構成する巻線体４２の巻線端）、Ｗ１−１ａ，Ｗ１−１ｂ（Ｗ１相を構成する巻線体４２の巻線端）、Ｗ２−１ａ，Ｗ２−１ｂ（Ｗ２相を構成する巻線体４２の巻線端）のみを示している。
【００９３】
つぎに、図３９に基づいて、Ｕ相コイルを構成する第１から第４小コイル群Ｕ１０１，Ｕ１０２，Ｕ２０１，Ｕ２０２の結線方法を説明する。なお、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルもＵ相コイルと同様に結線されるので、ここではその説明を省略する。
【００９４】
電気角で３６０°離れた巻線体４２のＵ１−１ｂとＵ１−３ａ、Ｕ１−３ｂとＵ１−５ａ、Ｕ１−５ｂとＵ１−７ａ、Ｕ１−７ｂとＵ１−９ａを溶接などにより接続し、第１小コイル群Ｕ１０１を作製する。同様に、電気角で３６０°離れた巻線体４２のＵ１−２ｂとＵ１−４ａ、Ｕ１−４ｂとＵ１−６ａ、Ｕ１−６ｂとＵ１−８ａ、Ｕ１−８ｂとＵ１−１０ａを溶接などにより接続し、第２小コイル群Ｕ１０２を作製する。さらに、渡り線Ｕ７１を用いて、電気角でπだけ離れたスロット３３に挿入されている巻線体４２のＵ１−９ｂ，Ｕ１−１０ｂを接続して、第１小コイル群１０１と第２小コイル群１０２を直列に接続して構成されたＵ１相コイルを作製する。
【００９５】
同様に、電気角で３６０°離れた巻線体４２のＵ２−１ｂとＵ２−３ａ、Ｕ２−３ｂとＵ２−５ａ、Ｕ２−５ｂとＵ２−７ａ、Ｕ２−７ｂとＵ２−９ａを溶接などにより接続し、第３小コイル群Ｕ２０１を作製する。同様に、電気角で３６０°離れた巻線体４２のＵ２−２ｂとＵ２−４ａ、Ｕ２−４ｂとＵ２−６ａ、Ｕ２−６ｂとＵ２−８ａ、Ｕ２−８ｂとＵ２−１０ａを溶接などにより接続し、第４小コイル群Ｕ２０２を作製する。さらに、渡り線Ｕ７２を用いて、電気角でπだけ離れたスロット３３に挿入されている巻線体４２のＵ２−１ａ，Ｕ２−２ａを接続して、第３小コイル群２０１と第４小コイル群２０２を直列に接続して構成されたＵ２相コイルを作製する。
【００９６】
このように構成された第１、第２、第３および第４小コイル群Ｕ１０１，Ｕ１０２，Ｕ２０１，Ｕ２０２は、それぞれ、電機子鉄心３０に周方向に約１周（機械角で３６０°）するように巻装された周回コイルである。
【００９７】
Ｕ２相コイルのＵ２−１０ｂを延ばして、電気角で（π−π／６）だけ離れたスロット３３に挿入されている巻線体４２のＵ１−２ａに接続し、Ｕ１相コイルとＵ２相コイルを直列に接続して構成されたＵ相コイルを作製する。そして、Ｕ相コイルの端末となるＵ１−１ａを給電部とし、Ｕ相コイルの端末となるＵ２−９ｂを中性点とすることで、図４０に示されるように、給電部から中性点に向かって、第１小コイル群１０１、第２小コイル群１０２、第３小コイル群２０１、第４小コイル群２０２の順番で直列に接続されたＵ相コイルが得られる。
【００９８】
なお、図４０において、Ｕ１−１，Ｕ１−２・・・Ｕ１−１０は、スロット番号（１＋６ｎ）のスロット群に装着された巻線体４２であり、Ｕ１−１は巻線端４２ｈが１番のスロット３３に挿入されている巻線体４２に対応し、Ｕ１−２は巻線端４２ｈが７番のスロット３３に挿入されている巻線体４２に対応し、Ｕ１−１０は巻線端４２ｈが５５番のスロット３３に挿入されている巻線体４２に対応する。Ｕ２−１，Ｕ２−２・・・Ｕ２−１０は、スロット番号（２＋６ｎ）のスロット群に装着された巻線体４２であり、Ｕ２−１は巻線端４２ｈが２番のスロット３３に挿入されている巻線体４２に対応し、Ｕ２−２は巻線端４２ｈが８番のスロット３３に挿入されている巻線体４２に対応し、Ｕ２−１０は巻線端４２ｈが５６番のスロット３３に挿入されている巻線体４２に対応する。
【００９９】
このように結線された電機子巻線４０では、図４１に示されるように、渡り線Ｕ７１，Ｖ７１，Ｗ７１が、互いに電気的に絶縁されて、コイルエンドの内周側を周方向に延びるように配設されている。渡り線Ｕ７２，Ｖ７２，Ｗ７２が、互いに電気的に絶縁されて、コイルエンドの外周側を周方向に延びるように配設されている。また、Ｕ２−１０ｂを構成する導体線を延ばして、Ｕ１−２ａに接続しているが、渡り線を用いてＵ１−２ａ、Ｕ２−１０ｂを接続してもよい。
【０１００】
ここで、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ層コイルは、１つのスロット３３に３つの小コイル群が収納される多層巻きの巻線構造である。そして、図４１に示されるように、Ｕ２−９ｂ，Ｖ２−９ｂ，Ｗ２−９ｂが中性点渡り線７４により接続され、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ層コイルをＹ結線してなる電機子巻線４０が得られる。電機子巻線４０は、全節巻きの分布巻きの三相交流巻線となる。そこで、回転電機１００Ａは、１０極、６０スロットのインナーロータ型の三相モータとなる。なお、回転電機１００Ａでは、毎極毎相当たりのスロット数ｑが２、極数ｐが１０、１つのスロット３３に収納されている巻線体４２の本数が３、１相当たりの小コイル群の数（２×ｑ）が４であり、各小コイル群を構成する直列接続される巻線体２２の数（ｐ／２）が５となる。
【０１０１】
この実施の形態６においては、各相コイルを構成する小コイル群が、それぞれ、周方向に電気角で３６０°離れて配列された５つの巻線体４２を、周方向の配列順に直列に接続して構成されるので、巻線体４２間を接続する渡り部の長さを短くできる。そこで、電機子巻線４０のコイルエンドが軸方向に拡大することがなく、小型化を実現できる。また、巻線体４２間を接続する渡り部の長さが短くなるので、電機子巻線４０を構成する各相コイルの抵抗が低下し、高効率化が図られる。
【０１０２】
また、相コイルが４つの小コイル群を直列に接続して構成されている。このとき、同一スロット群に収納されている２つの小コイル群を連続して接続しているので、スロット３３内の導体線間に発生する電位差を小さくできる。つまり、図４０に矢印で示されるように、巻線体Ｕ１−１，Ｕ１−２が同じスロット３３に挿入され、巻線体Ｕ２−１０，Ｕ２−９が同じスロット３３に挿入され、スロット３３内の導体線間に発生する電位差が最大となるが、当該電位差は相電圧の約半分に抑えられている。
【０１０３】
また、小コイル群同士が渡り線Ｕ７１，Ｕ７２，Ｖ７１，Ｖ７２，Ｗ７１，Ｗ７２により連結されているので、渡り線Ｕ７１，Ｕ７２，Ｖ７１，Ｖ７２，Ｗ７１，Ｗ７２を構成する導体板の形状や位置を変更するだけで、小コイル群の結線を変えることができるので、電機子巻線４０の設計変更に簡易に対応できる。
【０１０４】
実施の形態７．
図４２はこの発明の実施の形態７に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルの結線図、図４３はこの発明の実施の形態７に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【０１０５】
図４２および図４３において、電気角で３６０°離れた巻線体４２のＵ１−１ｂとＵ１−３ａ、Ｕ１−３ｂとＵ１−５ａ、Ｕ１−５ｂとＵ１−７ａ、Ｕ１−７ｂとＵ１−９ａを溶接などにより接続し、第１小コイル群Ｕ１０１を作製する。同様に、電気角で３６０°離れた巻線体４２のＵ１−６ｂとＵ１−８ａ、Ｕ１−８ｂとＵ１−１０ａ、Ｕ１−１０ｂとＵ１−２ａ、Ｕ１−２ｂとＵ１−４ａを溶接などにより接続し、第２小コイル群Ｕ１０２を作製する。さらに、渡り線Ｕ７１を用いて、電気角で５πだけ離れたスロット３３に挿入されている巻線体のＵ１−９ｂ，Ｕ１−４ｂを接続して、第１小コイル群１０１と第２小コイル群１０２を直列に接続して構成されたＵ１相コイルを作製する。
【０１０６】
同様に、電気角で３６０°離れた巻線体４２のＵ２−１ｂとＵ２−３ａ、Ｕ２−３ｂとＵ２−５ａ、Ｕ２−５ｂとＵ２−７ａ、Ｕ２−７ｂとＵ２−９ａを溶接などにより接続し、第３小コイル群Ｕ２０１を作製する。同様に、電気角で３６０°離れた巻線体４２のＵ２−６ｂとＵ２−８ａ、Ｕ２−８ｂとＵ２−１０ａ、Ｕ２−１０ｂとＵ２−２ａ、Ｕ２−２ｂとＵ２−４ａを溶接などにより接続し、第４小コイル群Ｕ２０２を作製する。さらに、渡り線Ｕ７２を用いて、電気角で５πだけ離れたスロット３３に挿入されている巻線体のＵ２−６ａ，Ｕ２−１ａを接続して、第３小コイル群２０１と第４小コイル群２０２を直列に接続して構成されたＵ２相コイルを作製する。
【０１０７】
このように構成された第１、第２、第３および第４小コイル群Ｕ１０１，Ｕ１０２，Ｕ２０１，Ｕ２０２は、それぞれ、電機子鉄心３０に周方向に約１周（機械角で３６０°）するように巻装された周回コイルである。
【０１０８】
Ｕ２相コイルのＵ２−４ｂを延ばして、電気角で（２π−π／６）だけ離れたスロット３３に挿入されている巻線体４２のＵ１−６ａに接続し、Ｕ１相コイルとＵ２相コイルを直列に接続して構成されたＵ相コイルを作製する。そして、Ｕ相コイルの端末となるＵ１−１ａを給電部とし、Ｕ相コイルの端末となるＵ２−９ｂを中性点とすることで、図４３に示されるように、給電部から中性点に向かって、第１小コイル群１０１、第２小コイル群１０２、第４小コイル群２０２、第３小コイル群２０１の順番で直列に接続されたＵ相コイルが得られる。
また、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルも、Ｕ相コイルと同様に作製されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態６と同様に構成されている。
【０１０９】
この実施の形態７では、各相コイルを構成する小コイル群が、それぞれ、周方向に電気角で３６０°離れて配列された５つの巻線体４２を、周方向の配列順に直列に接続して構成される。また、相コイルが４つの小コイル群を直列に接続して構成され、同一スロット群に収納されている２つの小コイル群が連続して接続されている。さらに、小コイル群同士が渡り線により連結されている。したがって、この実施の形態７においても、上記実施の形態６と同様の効果が得られる。
【０１１０】
この実施の形態７では、第２小コイル群Ｕ１０２が５つの巻線体をＵ１−４，Ｕ１−２，Ｕ１−１０，Ｕ１−８，Ｕ１−６の順に直列に接続して構成され、第４小コイル群Ｕ２０２が５つの巻線体をＵ２−４，Ｕ２−２，Ｕ２−１０，Ｕ２−８，Ｕ２−６の順に直列に接続して構成されている。そこで、図４３に矢印で示されるように、巻線体Ｕ１−１，Ｕ１−１０、および巻線体Ｕ２−１０，Ｕ２−９が同じスロット３３に挿入され、スロット３３内の導体線間に発生する電位差が最大となるが、当該電位差は、上記実施の形態６における最大電位差より小さくなる。
このように、小コイル群を構成する巻線体の接続順を変えることで、スロット３３内の導体線間に発生する最大電位差を小さく抑えることができる。このとき、小コイル群間の結線に渡り線を用いているので、小コイル群間の結線距離が長くなっても、簡易に結線できる。
【０１１１】
実施の形態８．
図４４はこの発明の実施の形態８に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルの結線図、図４５はこの発明の実施の形態８に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【０１１２】
図４４および図４５において、電気角で３６０°離れた巻線体４２のＵ１−１ｂとＵ１−３ａ、Ｕ１−３ｂとＵ１−５ａ、Ｕ１−５ｂとＵ１−７ａ、Ｕ１−７ｂとＵ１−９ａを溶接などにより接続し、第１小コイル群Ｕ１０１を作製する。同様に、電気角で３６０°離れた巻線体４２のＵ１−２ｂとＵ１−４ａ、Ｕ１−４ｂとＵ１−６ａ、Ｕ１−６ｂとＵ１−８ａ、Ｕ１−８ｂとＵ１−１０ａを溶接などにより接続し、第２小コイル群Ｕ１０２を作製する。
【０１１３】
同様に、電気角で３６０°離れた巻線体４２のＵ２−２ｂとＵ２−４ａ、Ｕ２−４ｂとＵ２−６ａ、Ｕ２−６ｂとＵ２−８ａ、Ｕ２−８ｂとＵ２−１０ａを溶接などにより接続し、第３小コイル群Ｕ２０１を作製する。同様に、電気角で３６０°離れた巻線体４２のＵ２−１ｂとＵ２−３ａ、Ｕ２−３ｂとＵ２−５ａ、Ｕ２−５ｂとＵ２−７ａ、Ｕ２−７ｂとＵ２−９ａを溶接などにより接続し、第４小コイル群Ｕ２０２を作製する。
【０１１４】
このように構成された第１、第２、第３および第４小コイル群Ｕ１０１，Ｕ１０２，Ｕ２０１，Ｕ２０２は、それぞれ、電機子鉄心３０に周方向に約１周（機械角で３６０°）するように巻装された周回コイルである。
【０１１５】
渡り線Ｕ７１を用いて、電気角で（π＋π／６）だけ離れたスロット３３に挿入されている巻線体４２のＵ１−９ｂ，Ｕ２−１ａを接続して、第１小コイル群１０１と第４小コイル群２０２を直列に接続して構成されたサブコイルを作製する。また、渡り線Ｕ７２を用いて、電気角で（π−π／６）だけ離れたスロット３３に挿入されている巻線体４２のＵ１−２ａ，Ｕ２−１０ｂを接続して、第２小コイル群１０２と第３小コイル群２０１を直列に接続して構成されたサブコイルを作製する。
【０１１６】
さらに、Ｕ１−１ａとＵ１−１０ｂが渡り線Ｕ７３により接続され、Ｕ２−２ａとＵ１−９ｂが渡り線Ｕ７３により接続される。これにより、１０個の巻線体４２が直列に接続された２つのサブコイルを並列に接続してなるＵ相コイルが作製される。そして、Ｕ１−１ａとＵ１−１０ｂの接続部が給電部となり、Ｕ２−２ａとＵ１−９ｂの接続部が中性点となる。
【０１１７】
このＵ相コイルの並列接続された各サブコイルにおいて、同一スロット群に収納されている２つの小コイル群が、給電側から見て、同じ順番の位置に接続されている。つまり、同一スロット群に収納されている第１小コイル群１０１と第２小コイル群１０２は、それぞれ、各サブコイルの給電部側から１番目に位置するように接続されている。また、同一スロット群に収納されている第３小コイル群２０１と第４小コイル群２０２は、それぞれ、各サブコイルの給電部側から２番目に位置するように接続されている。
また、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルも、Ｕ相コイルと同様に構成されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態６と同様に構成されている。
【０１１８】
この実施の形態８においても、各相コイルを構成する小コイル群が、それぞれ、周方向に電気角で３６０°離れて配列された５つの巻線体４２を、周方向の配列順に直列に接続して構成されているので、巻線体４２間を接続する渡り部の長さを短くでき、小型化を実現できる。
【０１１９】
また、相コイルが各スロット群に収納されている１つずつの小コイル群を直列に接続して作製された２本のサブコイルを並列に接続して構成されている。このとき、並列接続された各サブコイルにおいて、同一スロット群に収納されている２つの小コイル群が給電側からみて同じ順番の位置にくるように接続されているので、スロット３３内の導体線間に発生する電位差を小さくできる。
【０１２０】
なお、上記実施の形態６から８では、巻線体が導体線をδ状のコイルパターンに巻いて作製されているが、巻線体は導体線をδ状のコイルパターンに連続して複数回巻いて作製されてもよい。
【０１２１】
実施の形態９．
図４６はこの発明の実施の形態９に係る回転電機に適用される電機子を示す斜視図、図４７はこの発明の実施の形態９に係る回転電機に適用される電機子巻線を構成する巻線体を示す斜視図、図４８はこの発明の実施の形態９に係る回転電機における電機子巻線の結線部を示す平面図、図４９はこの発明の実施の形態９に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルの結線図、図５０はこの発明の実施の形態９に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【０１２２】
図４６において、電機子１０Ｂは、電機子鉄心３０と、電機子鉄心３０に装着された電機子巻線５０と、を備えている。ここで、説明の便宜上、極数ｐを１０、電機子鉄心３０のスロット数ｓを６０個、電機子巻線５０を三相巻線とする。すなわち、毎極毎相当たりのスロット数ｑは２である。
【０１２３】
周回コイル５２は、図４７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直径ｄの円形断面の導体線３９を電機子鉄心３０に波巻きに約１周巻回して作製される。なお、周回コイル５２は、円形断面の導体線３９に替えて長方形断面の導体線を用いてもよい。
【０１２４】
周回コイル５２は、周方向に６スロット角度間隔（１磁極ピッチ）で１０本配列された直線部５２ａと、隣り合う直線部５２ａの長さ方向の一端部同士と他端部同士を周方向に交互に連結するコイルエンド部５２ｂと、を備えている。コイルエンド部５２ｂは、それぞれ、径方向にｄだけ変位するクランク部を備えている。これにより、１０本の直線部５２ａは、径方向位置を内径側と外径側に交互に変えて周方向に配列されている。周回コイル５２の巻き初めが始端５２ｃであり、巻き終わりが終端５２ｄとなる。
【０１２５】
そして、この周回コイル５２を周方向に１スロットピッチで１２本配列して作製された周回コイル群を、径方向に２層に配列して、巻線アッセンブリ５１が作製される。このように作製された巻線アッセンブリ５１は、径方向に１列に並んだ４本の直線部５２ａの列が、周方向に１スロットピッチで６０列配列されている。
【０１２６】
電機子１０Ｂを組み立てるには、３０個の鉄心ブロック３１が、ティース３１ｂのそれぞれを、巻線アッセンブリ５１の隣り合う直線部５２ａ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３１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３１のティース３１ｂのそれぞれが隣り合う直線部５２ａの列間に挿入される。そして、隣り合う鉄心ブロック３１の周方向の側面同士が突き合わされて、鉄心ブロック３１の径方向内方への移動が阻止され、巻線アッセンブリ５１が電機子鉄心３０に装着される。そして、巻線アッセンブリ５１を構成する周回コイル５２の始端５２ｃおよび終端５２ｄに後述する結線処理が施され、電機子巻線５０が構成される。これにより、電機子１０Ｂが作製される。
【０１２７】
つぎに、巻線アッセンブリ５１の結線方法を図４８および図４９を参照しつつ説明する。巻線アッセンブリ５１は、２４本の周回コイル５２を編み込んで作製される。２４本の周回コイル５２の端部である４８本の始端５２ｃおよび終端５２ｄが、図４８に示されるように、周方向の２磁極ピッチの範囲に集約される。
【０１２８】
ここで、結線方法を説明するために、各周回コイル５２の始端５２ｃおよび終端５２ｄを便宜的に５つの文字列で表す。文字列の１番目の数字は、始端５２ｃおよび終端５２ｄに繋がる直線部５２ａのスロット３３内での径方向位置を示す。つまり、始端５２ｃおよび終端５２ｄに繋がる直線部５２ａがスロット３３内の外径側から１番目および２番目に収納されている場合を「１」とし、スロット３３内の外径側から３番目および４番目に収納されている場合を「２」とする。文字列の２番目の文字は、周回コイル５２が属する相を示す。文字列の３番目の数字は、周回コイル５２が収納されるスロット群を示し、第１スロット群を「１」とし、第２スロット群を「２」とする。文字列の４番目の数字は、３番目までの文字列が同じ周回コイル５２の群の中で、給電側に繋がる周回コイル５２の始端５２ｃおよび終端５２ｄを「１」とし、反給電側に繋がる周回コイル５２の始端５２ｃおよび終端５２ｄを「２」とする。文字列の５番目の文字は、周回コイル５２の始端５２ｃを「ａ」とし、終端５２ｄを「ｂ」とする。
【０１２９】
まず、１Ｕ１１ｂと２Ｕ１１ａを溶接などにより接続し、２本の周回コイル５２を直列に接続した２ターンの第１小コイル群Ｕ１０１を作製し、２Ｕ１２ａと１Ｕ１２ｂを溶接などにより接続し、２本の周回コイル５２を直列に接続した２ターンの第２小コイル群Ｕ１０２を作製する。ついで、渡り線Ｕ７１を用いて、２Ｕ１１ｂと２Ｕ１２ｂを接続し、第１および第２小コイル群Ｕ１０１，Ｕ１０２を直列に接続した構成されたＵ１相コイルを作製する。
【０１３０】
ついで、２Ｕ２２ａと１Ｕ２２ｂを溶接などにより接続し、２本の周回コイル５２を直列に接続した２ターンの第３小コイル群Ｕ２０１を作製し、１Ｕ２１ｂと２Ｕ２１ａを溶接などにより接続し、２本の周回コイル５２を直列に接続した２ターンの第４小コイル群Ｕ２０２を作製する。ついで、渡り線Ｕ７２を用いて、１Ｕ２２ａと１Ｕ２１ａを接続し、第３および第４小コイル群Ｕ２０１，Ｕ２０２を直列に接続した構成されたＵ２相コイルを作製する。
【０１３１】
ついで、１Ｕ１２ａと２Ｕ２２ｂを接続し、Ｕ１相コイルとＵ２相コイルを直列に接続して構成されたＵ相コイルを作製する。そして、Ｕ相コイルの端末となる１Ｕ１１ａを給電部とし、Ｕ相コイルの端末となる２Ｕ２１ｂを中性点とすることで、図５０に示されるように、給電部から中性点に向かって、第１小コイル群１０１、第２小コイル群１０２、第３小コイル群２０１、第４小コイル群２０２の順番で直列に接続されたＵ相コイルが得られる。
【０１３２】
また、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルは、Ｕ相コイルと同様に構成される。そして、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルがＹ結線されて、全節巻きの分布巻きの三相交流巻線からなる電機子巻線５０が得られる。
【０１３３】
この実施の形態９においても、相コイルが４つの第１から第４小コイル群Ｕ１０１，Ｕ１０２，Ｕ２０１，Ｕ２０２を直列に接続して構成され、同一スロット群に収納されている小コイル群を連続して接続しているので、スロット３３内の導体線間に発生する電位差を相電圧の約半分に抑えることができる。
【０１３４】
この実施の形態９では、同一スロット群に収納されている小コイル群を連続して接続しているが、同一スロット群に収納されている小コイル群を１つ置きに接続してもよい。つまり、第１小コイル群Ｕ１０１、第３小コイル群Ｕ２０１、第２小コイル群Ｕ１０２、第４小コイル群Ｕ２０２の順に直列に接続して相コイルを構成してしてもよい。
【０１３５】
実施の形態１０．
図５１はこの発明の実施の形態１０に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【０１３６】
この実施の形態１０では、第１小コイル群Ｕ１０１、第２小コイル群Ｕ１０２、第３小コイル群Ｕ２０１および第４小コイル群Ｕ２０２は、上記実施の形態９と同様に構成されている。そして、２Ｕ１１ｂと１Ｕ２２ａを渡り線７１で接続し、第１小コイル群Ｕ１０１と第３小コイル群Ｕ２０１が直列に連結されたサブコイルを作製する。同様に、２Ｕ１２ｂと１Ｕ２１ａを渡り線７２で接続し、第２小コイル群Ｕ１０２と第４小コイル群Ｕ２０２が直列に連結されたサブコイルを作製する。
【０１３７】
さらに、１Ｕ１１ａと１Ｕ１２ａが渡り線７３で接続され、２Ｕ２２ｂと２Ｕ２１ｂが渡り線７３で接続される。これにより、図５１に示されるように、４本の周回コイル５２が直列に接続された２つのサブコイルを並列に接続してなるＵ相コイルが作製される。このＵ相コイルの並列接続された各サブコイルにおいて、同一スロット群に収納されている２つの小コイル群が、給電側から見て、同じ順番の位置に接続されている。つまり、同一スロット群に収納されている第１小コイル群Ｕ１０１と第２小コイル群Ｕ１０２は、並列接続された各サブコイルの給電側から１番目の位置にくるように接続されている。同様に、同一スロット群に収納されている第３小コイル群Ｕ２０１と第４小コイル群Ｕ２０２は、並列接続された各サブコイルの給電側から２番目の位置にくるように接続されている。
【０１３８】
また、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルは、Ｕ相コイルと同様に構成される。そして、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルがＹ結線されて、全節巻きの分布巻きの三相交流巻線からなる電機子巻線が得られる。
【０１３９】
この実施の形態１０においても、相コイルが一方のスロット群に収納されている１つの小コイル群と他方のスロット群に収納されている１つの小コイル群とを直列に接続して作製された２本のサブコイルを並列に接続して構成されている。このとき、並列接続された各サブコイルにおいて、同一スロット群に収納されている２つの小コイル群が給電側からみて同じ順番の位置にくるように接続されているので、スロット１３内の導体線間に発生する電位差を小さくできる。
【０１４０】
なお、上記実施の形態９，１０では、４本の周回コイルが同一スロット群に収納されているが、同一スロット群に収納されている周回コイルの本数は、４本に限定されず、（２×ｍ）本（但し、ｍは２以上の自然数）であればよい。そして、小コイル群は、スロット内に径方向に１列配列されている（２×ｍ）本の導体線のうちの径方向に隣り合う導体線で構成される２本の周回コイルを直列に接続して構成すればよい。
また、上記実施の形態９，１０では、スロットが毎極毎相当たり２個の割合で形成されているが、スロットは毎極毎相当たり３個以上の割合で形成されてもよい。
【０１４１】
また、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、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。
【図１】
2014017361.tif 000003
【図２】
2014017361.tif 000004
【図３】
2014017361.tif 000005
【図４】
2014017361.tif 000006
【図５】
2014017361.tif 000007
【図６】
2014017361.tif 000008
【図７】
2014017361.tif 000009
【図８】
2014017361.tif 000010
【図９】
2014017361.tif 000011
【図１０】
2014017361.tif 000012
【図１１】
2014017361.tif 000013
【図１２】
2014017361.tif 000014
【図１３】
2014017361.tif 000015
【図１４】
2014017361.tif 000016
【図１５】
2014017361.tif 000017
【図１６】
2014017361.tif 000018
【図１７】
2014017361.tif 000019
【図１８】
2014017361.tif 000020
【図１９】
2014017361.tif 000021
【図２０】
2014017361.tif 000022
【図２１】
2014017361.tif 000023
【図２２】
2014017361.tif 000024
【図２３】
2014017361.tif 000025
【図２４】
2014017361.tif 000026
【図２５】
2014017361.tif 000027
【図２６】
2014017361.tif 000028
【図２７】
2014017361.tif 000029
【図２８】
2014017361.tif 000030
【図２９】
2014017361.tif 000031
【図３０】
2014017361.tif 000032
【図３１】
2014017361.tif 000033
【図３２】
2014017361.tif 000034
【図３３】
2014017361.tif 000035
【図３４】
2014017361.tif 000036
【図３５】
2014017361.tif 000037
【図３６】
2014017361.tif 000038
【図３７】
2014017361.tif 000039
【図３８】
2014017361.tif 000040
【図３９】
2014017361.tif 000041
【図４０】
2014017361.tif 000042
【図４１】
2014017361.tif 000043
【図４２】
2014017361.tif 000044
【図４３】
2014017361.tif 000045
【図４４】
2014017361.tif 000046
【図４５】
2014017361.tif 000047
【図４６】
2014017361.tif 000048
【図４７】
2014017361.tif 000049
【図４８】
2014017361.tif 000050
【図４９】
2014017361.tif 000051
【図５０】
2014017361.tif 000052
【図５１】
2014017361.tif 000053
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月2日(2014.10.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
【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電機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電機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電機子の電機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電機子を軸方向他端側から見た端面図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを構成する小コイル群の結線図である。
【図１２】この発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを構成する小コイル群を示す斜視図である。
【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アッセンブリの小コイル群の配列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電機子巻線のＵ相コイルの結線図である。
【図１５】この発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【図１６】この発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子の組み立て方法を説明する図である。
【図１７】この発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子の組み立て方法を説明する図である。
【図１８】この発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子の組み立て方法を説明する図である。
【図１９】この発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子の組み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に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルの結線図である。
【図２１】この発明の実施の形態２に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【図２２】この発明の実施の形態２に係る回転電機における電機子巻線を示す斜視図である。
【図２３】この発明の実施の形態３に係る回転電機における電機子巻線のＷ相コイルの結線図である。
【図２４】この発明の実施の形態３に係る回転電機における電機子巻線を示す斜視図である。
【図２５】この発明の実施の形態４に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルの結線図である。
【図２６】この発明の実施の形態４に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【図２７】この発明の実施の形態５に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【図２８】この発明の実施の形態６に係る回転電機を示す片側断面図である。
【図２９】この発明の実施の形態６に係る回転電機の要部を示す斜視図である。
【図３０】この発明の実施の形態６に係る回転電機に適用される電機子を示す斜視図である。
【図３１】この発明の実施の形態６に係る回転電機に適用される電機子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す斜視図である。
【図３２】この発明の実施の形態６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３３】この発明の実施の形態６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平面図である。
【図３４】この発明の実施の形態６に係る回転電機における電機子巻線を構成する巻線体をスロットに収納した状態を説明する模式図である。
【図３５】この発明の実施の形態６に係る回転電機に適用される電機子の電機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３６】この発明の実施の形態６に係る回転電機における電機子の組み立て方法を説明する図である。
【図３７】この発明の実施の形態６に係る回転電機における電機子の組み立て方法を説明する図である。
【図３８】この発明の実施の形態６に係る回転電機における電機子を軸方向他端側から見た端面図である。
【図３９】この発明の実施の形態６に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルの結線図である。
【図４０】この発明の実施の形態６に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【図４１】この発明の実施の形態６に係る回転電機における電機子巻線の給電部周りを示す要部斜視図である。
【図４２】この発明の実施の形態７に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルの結線図である。
【図４３】この発明の実施の形態７に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【図４４】この発明の実施の形態８に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルの結線図である。
【図４５】この発明の実施の形態８に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【図４６】この発明の実施の形態９に係る回転電機に適用される電機子を示す斜視図である。
【図４７】この発明の実施の形態９に係る回転電機に適用される電機子巻線を構成する巻線体を示す斜視図である。
【図４８】この発明の実施の形態９に係る回転電機における電機子巻線の結線部を示す平面図である。
【図４９】この発明の実施の形態９に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルの結線図である。
【図５０】この発明の実施の形態９に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【図５１】この発明の実施の形態１０に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
同様に、第２コイルエンド２２ｄは、他方の列の第２直線部２２ｂの他端から予め定めた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予め定めた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３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
まず、図１０において、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】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
このように構成されたＵ相コイルでは、巻線体２２の導体線をそのまま渡り線７１，７２として用いて、第１小コイル群Ｕ１０１と第３小コイル群Ｕ２０１が直列に連結され、第２小コイル群Ｕ１０２と第４小コイル群Ｕ２０２が直列に連結される。
さらに、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルが、同様にして、構成される。そして、図２２に示されるように、Ｕ相コイルのＵ２−２Ａ、Ｖ相コイルのＶ２−２ＡおよびＷ相コイルのＷ２−２Ａが、中性点渡り線７４で接続される。これにより、それぞれ、１６本の巻線体２２が直列に接続されたＵ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルをＹ結線して構成された全節巻きの分布巻きの三相交流巻線からなる電機子巻線２０Ａが得られる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
実施の形態５．
図２７はこの発明の実施の形態５に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを示す模式図である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
このように構成された巻線体４２を１スロットピッチで周方向に６０個配列して、図３５に示されるように、巻線アッセンブリ４１が構成される。このように構成された巻線アッセンブリ４１は、４本の第１、第２、第３および第４直線部３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄの列が略等角ピッチで周方向に６０列配列されている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
そして、隣り合う鉄心ブロック３１の周方向の側面同士が突き合わされて、鉄心ブロック３１の径方向内方への移動が阻止され、図３７に示されるように、巻線アッセンブリ４１が電機子鉄心３０に装着される。そして、各スロット３３内には、４本の第１、第２、第３および第４直線部３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄが、径方向に１列に並んで収納される。そして、巻線アッセンブリ４１の巻線端３９ｈ，３９ｉに後述する予め定めた結線処理が施され、電機子巻線４０が構成される。これにより、電機子１０Ａが作製される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
ここで、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルは、１つのスロット３３に３つの小コイル群が収納される多層巻きの巻線構造である。そして、図４１に示されるように、Ｕ２−９ｂ，Ｖ２−９ｂ，Ｗ２−９ｂが中性点渡り線７４により接続され、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルをＹ結線してなる電機子巻線４０が得られる。電機子巻線４０は、全節巻きの分布巻きの三相交流巻線となる。そこで、回転電機１００Ａは、１０極、６０スロットのインナーロータ型の三相モータとなる。なお、回転電機１００Ａでは、毎極毎相当たりのスロット数ｑが２、極数ｐが１０、１つのスロット３３に収納されている巻線体４２の本数が３、１相当たりの小コイル群の数（２×ｑ）が４であり、各小コイル群を構成する直列接続される巻線体４２の数（ｐ／２）が５となる。
【手続補正書】
【提出日】平成27年2月17日(2015.2.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
巻線体４２は、導体線３９を、第１直線部４２ａ、第１コイルエンド部４２ｅ、第２直線部４２ｂ、第２コイルエンド部４２ｆ、第３直線部４２ｃ、第３コイルエンド部４２ｇおよび第４直線部４２ｄからなるδ状のコイルパターンに巻いて作製される。この巻線体４２は、図３４に示されるように、互いに６スロット角度間隔（１磁極ピッチ）離れた３つのスロット３３に挿入される。つまり、第１直線部４２ａを１番のスロット３３に挿入し、第２および第４直線部４２ｂ、４２ｄを７番のスロット３３に挿入し、第３直線部４２ｃを１３番のスロット３３に挿入して、巻線体４２が電機子鉄心３０に装着されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
第１、第２および第３コイルエンド部４２ｅ，４２ｆ，４２ｇは、それぞれ、径方向にｄだけ変位するクランク部を備えている。これにより、第１、第２、第３および第４直線部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄは、スロット３３内の径方向位置を外径側から内径側に変えながら、互いに６スロット角度間隔（１磁極ピッチ）離れた３つのスロット３３に挿入される。そして、１番のスロット３３内の最外径位置に挿入された第１直線部４２ａから電機子鉄心３０の一端側に延び出る導体線３９の巻き始めが巻線端４２ｈとなり、７番のスロット３３内の最内径位置に挿入された第４直線部４２ｄから電機子鉄心３０の一端側に延び出る導体線３９の巻き終わりが巻線端４２ｉとなる。これらの巻線端４２ｈ，４２ｉは、他の巻線体４２、給電部、中性点などに接続される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
このように構成された巻線体４２を１スロットピッチで周方向に６０個配列して、図３５に示されるように、巻線アッセンブリ４１が構成される。このように構成された巻線アッセンブリ４１は、４本の第１、第２、第３および第４直線部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄの列が略等角ピッチで周方向に６０列配列されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
電機子１０Ａを組み立てるには、まず、３０個の鉄心ブロック３１が、図３６に示されるように、ティース３１ｂのそれぞれを、巻線アッセンブリ４１の隣り合う第１、第２、第３および第４直線部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ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３１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３１のティース３１ｂのそれぞれが隣り合う第１、第２、第３および第４直線部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄの列間に挿入される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
そして、隣り合う鉄心ブロック３１の周方向の側面同士が突き合わされて、鉄心ブロック３１の径方向内方への移動が阻止され、図３７に示されるように、巻線アッセンブリ４１が電機子鉄心３０に装着される。そして、各スロット３３内には、４本の第１、第２、第３および第４直線部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄが、径方向に１列に並んで収納される。そして、巻線アッセンブリ４１の巻線端４２ｈ，４２ｉに後述する予め定めた結線処理が施され、電機子巻線４０が構成される。これにより、電機子１０Ａが作製される。
【手続補正書】
【提出日】平成27年8月19日(2015.8.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この発明による回転電機は、電機子巻線が円環状の電機子鉄心に装着されて構成される電機子を有し、スロットが上記電機子鉄心に毎極毎相当たりｑ(但し、ｑは２以上の自然数）の割合で形成されている。上記電機子巻線は、導体線が互いに１磁極ピッチ離れた２個又は３個の上記スロットに巻かれて構成された分布巻きの巻線体が、周方向に１スロットピッチで配列されて構成され、上記電機子巻線を構成する相コイルのそれぞれは、１磁極ピッチ毎の上記スロットで構成されるｑ個のスロット群に収納されている上記巻線体により構成され、上記スロット群に収納されている上記巻線体の中の、電気角で３６０°離れた上記巻線体が周方向の配列順に直列に接続されて、周方向に１周する２本の周回コイルが形成され、上記相コイルのそれぞれは、ｑ個の上記スロット群のそれぞれに収納されている２本の上記周回コイルが、直列に接続されて構成され、ｑ個の上記スロット群の同じスロット群に収納されている２本の上記周回コイルが、直列に接続された（２×ｑ）本の上記周回コイルの中で、連続して、あるいは１つ置きに位置している。
【手続補正２】
【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】
電機子巻線が円環状の電機子鉄心に装着されて構成される電機子を有し、スロットが上記電機子鉄心に毎極毎相当たりｑ(但し、ｑは２以上の自然数）の割合で形成された回転電機において、
上記電機子巻線は、導体線が互いに１磁極ピッチ離れた２個又は３個の上記スロットに巻かれて構成された分布巻きの巻線体が、周方向に１スロットピッチで配列されて構成され、
上記電機子巻線を構成する相コイルのそれぞれは、１磁極ピッチ毎の上記スロットで構成されるｑ個のスロット群に収納されている上記巻線体により構成され、
上記スロット群に収納されている上記巻線体の中の、電気角で３６０°離れた上記巻線体が周方向の配列順に直列に接続されて、周方向に１周する２本の周回コイルが形成され、
上記相コイルのそれぞれは、ｑ個の上記スロット群のそれぞれに収納されている２本の上記周回コイルが、直列に接続されて構成され、
ｑ個の上記スロット群の同じスロット群に収納されている２本の上記周回コイルが、直列に接続された（２×ｑ）本の上記周回コイルの中で、連続して、あるいは１つ置きに位置していることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
電機子巻線が円環状の電機子鉄心に装着されて構成される電機子を有し、スロットが上記電機子鉄心に毎極毎相当たりｑ(但し、ｑは２以上の自然数）の割合で形成された回転電機において、
上記電機子巻線は、導体線が互いに１磁極ピッチ離れた２個又は３個の上記スロットに巻かれて構成された分布巻きの巻線体が、周方向に１スロットピッチで配列されて構成され、
上記電機子巻線を構成する相コイルのそれぞれは、１磁極ピッチ毎の上記スロットで構成されるｑ個のスロット群に収納されている上記巻線体により構成され、
上記スロット群に収納されている上記巻線体の中の、電気角で３６０°離れた上記巻線体が周方向の配列順に直列に接続されて、周方向に１周する２本の周回コイルが形成され、
上記相コイルのそれぞれは、ｑ個の上記スロット群の異なるスロット群に収納されているｑ本の上記周回コイルが直列に接続されて構成された２本のサブコイルが、並列に接続されて構成され、
ｑ個の上記スロット群の同じスロット群に収納されている２本の上記周回コイルが、上記２本のサブコイルのそれぞれの給電部から数えて同じ順番位置に位置していることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
上記周回コイル同士が、上記導体線とは別部材の渡り線により接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転電機。
【請求項４】
電機子巻線が円環状の電機子鉄心に装着されて構成される電機子を有し、スロットが上記電機子鉄心に毎極毎相当たりｑ（但し、ｑは２以上の自然数）の割合で形成された回転電機において、
上記電機子巻線は、それぞれ、導体線が１磁極ピッチ毎の上記スロットで構成されるスロット群に、上記スロット内で径方向の内側と外側を交互にとるように波巻きに周方向に１周巻かれて構成された複数の周回コイルを備え、上記導体線が上記スロットのそれぞれに径方向に１列に２ｍ本（但し、ｍは２以上の自然数）ずつ配列されており、
上記電機子巻線を構成する相コイルのそれぞれは、上記導体線が上記スロット内で径方向に隣り合う上記周回コイル同士が、直列に接続されて形成された（ｍ×ｑ）本の小コイル群を備え、
上記相コイルのそれぞれは、上記（ｍ×ｑ）本の小コイル群が直列に接続されて構成され、
同じ上記スロット群に収納されているｍ本の上記小コイル群が、直列に接続された上記（ｍ×ｑ）本の小コイル群の中で、連続して、又は１つ置きに位置していることを特徴とする回転電機。
【請求項５】
電機子巻線が円環状の電機子鉄心に装着されて構成される電機子を有し、スロットが上記電機子鉄心に毎極毎相当たりｑ（但し、ｑは２以上の自然数）の割合で形成された回転電機において、
上記電機子巻線は、それぞれ、導体線が１磁極ピッチ毎の上記スロットで構成されるスロット群に、上記スロット内で径方向の内側と外側を交互にとるように波巻きに周方向に１周巻かれて構成された複数の周回コイルを備え、上記導体線が上記スロットのそれぞれに径方向に１列に２ｍ本（但し、ｍは２以上の自然数）ずつ配列されており、
上記電機子巻線を構成する相コイルのそれぞれは、上記導体線が上記スロット内で径方向に隣り合う上記周回コイル同士が、直列に接続されて形成された（ｍ×ｑ）本の小コイル群を備え、
上記相コイルのそれぞれは、異なる上記スロット群に収納されているｑ本の上記小コイル群が直列に接続されて構成されたｍ本のサブコイルが、並列に接続されて構成され、
同じ上記スロット群に収納されているｍ本の上記小コイル群が、上記ｍ本のサブコイルのそれぞれの給電部から数えて同じ順番位置に位置していることを特徴とする回転電機。
【国際調査報告】
2014017361.tif 000054
2014017361.tif 000055
2014017361.tif 000056
2014017361.tif 000057