(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状に形成されたコアバックと、
前記コアバックの周方向に沿って設けられた複数のティースと、
前記複数のティースの間に設けられた複数のスロットと、
複数の円環形状の導体線で構成され、
前記スロットの内部において、前記複数の導体線が前記コアバックの径方向にｍ段（ｍは２以上の整数）に配置され、
前記スロットの外部において、前記複数の導体線が前記コアバックの径方向にｎ段（ｎは１以上の整数、かつ、ｍの１／２以下）に配置され、多角形形状に折り曲げられたコイルと、
を備え、
前記コイルを構成する前記複数の導体線は、
前記スロットの内部と前記スロットの外部との間において、第１の外側折り曲げ部を有し、
前記スロットの外部において、第１の折り曲げ部と第２の折り曲げ部を有し、
前記コイルは、前記第１の折り曲げ部において、前記コアバックの径方向における段数がｍ段からｎ段に配列変更し、
多角形形状の前記コイルの内角は、
前記第１の外側折り曲げ部において１８０°より大きく、
前記第１の折り曲げ部と前記第２の折り曲げ部において１８０°より小さいことを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
前記コイルは、十角形形状である
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
【請求項３】
前記コイルは、十四角形形状である
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の固定子を用いた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、電動機または発電機などの回転電機に使用される固定子及びこの固定子を用いた回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転電機において、固定子は、固定子鉄心と、固定子巻線とで構成される。固定子鉄心は、複数のスロットを内周側に持つ環状である。固定子巻線は、固定子鉄心のスロット内に巻回されている。【０００３】
図４４は、従来の回転電機において、固定子鉄心２００５の内側からコイルエンド部２０１７ｃを見た図である。従来の回転電機において、固定子巻線は、図４４に示すように、複数個のコイル２０１７を備える。図４４において、コイル２０１７Ｘ、コイル２０１７Ｙ、及びコイル２０１７Ｚは、それぞれコイル２０１７である。コイル２０１７は、下コイル部２０１７ａと上コイル部２０１７ｂを有する。下コイル部２０１７ａと上コイル部２０１７ｂは、固定子鉄心２００５のスロットに挿入される。また、コイル２０１７は、コイルエンド部２０１７ｃと、コイルエンド部２０１７ｄを有する。コイルエンド部２０１７ｃは、上コイル部２０１７ｂの一方の端部と下コイル部２０１７ａの一方の端部を連結している部分である。コイルエンド部２０１７ｄは、上コイル部２０１７ｂの他方の端部と下コイル部２０１７ａの他方の端部を連結している部分である。コイルエンド部２０１７ｃ及びコイルエンド部２０１７ｄは、コイル２０１７が固定子鉄心２００５のスロットに挿入されたとき、固定子鉄心２００５の軸方向の外側に露出する部分である。【０００４】
コイル２０１７の下コイル部２０１７ａは、固定子鉄心２００５のスロットの奥の方に挿入配置される部分である。また、上コイル部２０１７ｂは、固定子鉄心２００５のスロットの入口側に配置される部分である。従って、組み上がった固定子の内側からコイルエンド部２０１７ｃを見ると、図４４に示すようになっている。【０００５】
また、図４４において、部分２０１７ｃａは、コイルエンド部２０１７ｃの下コイル部２０１７ａに近い部分を表わす。部分２０１７ｃｂは、コイルエンド部２０１７ｃの上コイル部２０１７ｂに近い部分を表わす（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２６１９０４号公報（段落０００４、００２９乃至００３１、００３３、００４３、図１乃至図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の技術において、図４４に示すとおり、コイル２０１７Ｘのコイルエンド部２０１７ｃの部分２０１７ｃａは、部分Ａの位置において、コイル２０１７Ｙのコイルエンド部２０１７ｃの部分２０１７ｃｂに対し、軸方向の外側に位置する。コイル２０１７Ｘのコイルエンド部２０１７ｃの部分２０１７ｃａは、部分Ｂの位置において、コイル２０１７Ｚのコイルエンド部２０１７ｃの部分２０１７ｃｂに対し、軸方向の外側に位置する。【０００８】
つまり、特許文献１の技術では、コイルエンド部２０１７ｃの軸方向の高さを低減しようとした場合、コイル２０１７Ｘのコイルエンド部２０１７ｃの部分２０１７ｃａは、部分Ａの位置において、コイル２０１７Ｙのコイルエンド部２０１７ｃの部分２０１７ｃｂと干渉してしまう。なお、干渉とは、コイルの巻線位置が別のコイルの巻線位置と重なってしまうことをいう。同様に、コイル２０１７Ｘのコイルエンド部２０１７ｃの部分２０１７ｃａは、部分Ｂの位置において、コイル２０１７Ｚのコイルエンド部２０１７ｃの部分２０１７ｃｂと干渉してしまう。【０００９】
本発明は、上記の従来技術の課題を解決し、コイル同士の干渉を発生させることなく、従来よりもコイルエンド部の高さを低減した回転電機の固定子、及びこの固定子を用いた回転電機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】
【００１０】
この発明にかかる回転電機の固定子は、円環状に形成されたコアバックと、コアバックの周方向に沿って設けられた複数のティースと、複数のティースの間に設けられた複数のスロットと、複数の円環形状の導体線で構成され、スロットの内部において、複数の導体線がコアバックの径方向にｍ段（ｍは２以上の整数）に配置され、スロットの外部において、複数の導体線がコアバックの径方向にｎ段（ｎは１以上の整数、かつ、ｍの１／２以下）に配置され、多角形形状に折り曲げられたコイルと、を備え、コイルを構成する複数の導体線は、スロットの内部とスロットの外部との間において第１の外側折り曲げ部を有し、スロットの外部において、第１の折り曲げ部と第２の折り曲げ部を有し、コイルは第１の折り曲げ部において、コアバックの径方向における段数がｍ段からｎ段に配列変更し、多角形形状のコイルの内角は、第１の外側折り曲げ部において１８０°より大きく、第１の折り曲げ部と第２の折り曲げ部において１８０°より小さいものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、コイル同士の干渉を発生させることなく、従来よりもコイルエンド部の高さを低減した回転電機の固定子、及びこの固定子を用いた回転電機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に関わる回転電機の固定子の構成図である。
【図２】実施の形態１に関わる固定子巻線を成すコイルの構成図である。
【図３】実施の形態１による回転電機の断面図を示す図である。
【図４】実施の形態１に関わる固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の上面から見た図である。
【図５】実施の形態１に関わる固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の下面から見た図である。
【図６】実施の形態１に関わる固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の側面から見た図である。
【図７】実施の形態１に関わるコイルを形成する導体線の折り曲げ角度について説明した図である。
【図８】実施の形態１における固定子鉄心にコイルを挿入した固定子の各相ごとの巻線構成図である。
【図９】実施の形態２に関わる固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の上面から見た図である。
【図１０】実施の形態２に関わる固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の下面から見た図である。
【図１１】実施の形態２に関わる固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の側面から見た図である。
【図１２】実施の形態２に関わるコイルを形成する導体線の折り曲げ角度について説明した図である。
【図１３】実施の形態２における固定子鉄心にコイルを挿入した固定子の各相ごとの巻線構成図である。
【図１４】実施の形態３に関わる固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の上面から見た図である。
【図１５】実施の形態３に関わる固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の下面から見た図である。
【図１６】実施の形態３に関わる固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の側面から見た図である。
【図１７】実施の形態３に関わるコイルを形成する導体線の折り曲げ角度について説明した図である。
【図１８】実施の形態３に関わる回転電機の固定子巻線を構成するために固定子鉄心にコイルを挿入した固定子の各相ごとの巻線構成図である。
【図１９】実施の形態４に関わる固定子巻線を成すコイルの構成図である。
【図２０】実施の形態４に関わる固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の上面から見た図である。
【図２１】実施の形態４に関わる固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の下面から見た図である。
【図２２】実施の形態４に関わる固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の側面から見た図である。
【図２３】実施の形態４に関わるコイルを形成する導体線の折り曲げ角度および寸法について説明した図である。
【図２４】実施の形態４に関わる回転電機の固定子巻線を構成するために固定子鉄心にコイルを挿入した固定子の各相ごとの巻線構成図である。
【図２５】実施の形態５に関わる固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の上面から見た図である。
【図２６】実施の形態５に関わる固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の下面から見た図である。
【図２７】実施の形態５に関わる固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の側面から見た図である。
【図２８】実施の形態６に関わる固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の上面から見た図である。
【図２９】実施の形態６に関わる固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の下面から見た図である。
【図３０】実施の形態６に関わる固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の側面から見た図である。
【図３１】実施の形態１〜６の変形例における固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の上面から見た図である。
【図３２】実施の形態１〜６の変形例における固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の上面から見た図である。
【図３３】実施の形態１〜６の変形例における固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の上面から見た図である。
【図３４】実施の形態１〜６の変形例における固定子巻線を成すコイル束の構成図である。
【図３５】実施の形態１〜６の変形例における固定子鉄心にコイル束を挿入した状態を固定子鉄心の上面から見た図である。
【図３６】実施の形態１〜６の変形例における固定子巻線を成すコイル群の構成図である。
【図３７】実施の形態７における固定子鉄心にコイルを挿入した固定子の各相ごとの巻線構成図である。
【図３８】実施の形態７における固定子鉄心にコイルを挿入した状態において、固定子鉄心の内側からコイルエンド部を見た図である。
【図３９】実施の形態７における固定子鉄心にコイルを挿入した状態において、固定子鉄心の内側からコイルエンド部を見た図である。
【図４０】実施の形態７における回転電機の固定子巻線を構成するコイルについて示す図である。
【図４１】実施の形態７に関わる固定子鉄心にコイルを挿入した状態において、固定子鉄心の内側からコイルエンド部を見た図である。
【図４２】実施の形態８における回転電機の固定子巻線を構成するコイルについて示す図である。
【図４３】実施の形態８に関わる固定子鉄心にコイルを挿入した状態において、固定子鉄心の内側からコイルエンド部を見た図である。
【図４４】従来技術に関わる固定子鉄心にコイルを挿入した状態において、固定子鉄心の内側からコイルエンド部を見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、実施の形態にかかる回転電機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。回転電機は、電動機または発電機の場合があり、電動機と発電機のどちらであっても良い。
【００１４】
実施の形態１．
実施の形態１にかかる回転電機について説明する。
【００１５】
回転電機は、固定子及び回転子を有し、固定子に対して回転子が回転し、回転子に固定されたシャフト（図示せず）を介して回転動力を機械装置（図示せず）に伝達し、機械装置を稼働する。回転電機は、例えば、永久磁石型回転電機又は誘導型回転電機である。回転電機では、例えば、固定子における巻線構造に工夫が施されている。
【００１６】
具体的には、回転電機は、図１〜図３に示す構成を有している。図１は、回転電機における固定子鉄心及び固定子巻線の構成を示す斜視図である。図２は、固定子巻線におけるコイルの構成を示す斜視図である。図３は、回転子及び固定子鉄心を回転軸ＲＡ方向から見た場合の構成を示す図である。図１〜３には、例えば、回転電機１として、極数が４、スロット数が２４、相数が３、毎極毎相のスロット数ｑが２の回転電機について例示的に示されている。また、図３では、図示の簡略化のため、固定子巻線の図示を省略している。
【００１７】
回転電機１は、図１及び図３に示すように、回転子２及び固定子３を有する。回転子２は、回転子鉄心２ａ及び複数の永久磁石２ｂを有する。回転子鉄心２ａは、シャフトと同心になるように構成されており、例えば、シャフトに沿った回転軸ＲＡを有する円柱形状を有している。複数の永久磁石２ｂは、例えば、回転子鉄心２ａの周面に沿って配置されている。なお、図３では、回転子２が永久磁石型ロータである場合について例示しているが、回転子２は、銅などの導体でかご形に形成されたかご型ロータであってもよい。
【００１８】
固定子３は、回転子２に離間しながら、回転子２を収容するように構成されている。例えば、固定子３は、固定子鉄心５及び固定子巻線６を有する。
【００１９】
固定子鉄心５は、シャフトと同心になるように構成されており、例えば、シャフトに沿った回転軸ＲＡを有する円筒形状を有している。固定子鉄心５は、例えば、積層された電磁鋼板等により形成されている。
【００２０】
例えば、固定子鉄心５は、図３に示すように、コアバック７、複数のティース８、及び複数のスロット９を有する。コアバック７は、環状であり、例えば、円筒形状を有している。複数のティース８のそれぞれは、コアバック７から径方向に沿って回転軸ＲＡ側に延在している。複数のティース８は、コアバック７の回転軸ＲＡ側において、コアバック７の周面７ａに沿った方向（すなわち、周方向）に配列されている。周方向に隣り合うティース８間には、それぞれ、スロット９が形成されている。
【００２１】
固定子巻線６は、固定子鉄心５に対して、同相のコイルが２スロットごとに組み込まれている。固定子巻線６は、例えば、絶縁紙などで周囲を保護してスロット９に挿入されている。固定子巻線６では、導体線１１の束としてコイル１７が形成されており、そのコイル１７がスロット９内部に１以上配置される。そして、コイル１７の端末が溶接などの方法で接続されることによって、固定子巻線６が形成されている。
【００２２】
固定子巻線６では、各相毎に、同様な形状を有するコイル１７で形成されており、例えば図２に示すコイル１７が形成されている。コイル１７は、近接する同相にコイルを挿入する重ね巻きとして、固定子鉄心５のスロット９に挿入される。コイル１７は導体線１１の束として形成される。
【００２３】
具体的には、コイル１７は、第１の導体線群１７ａ、第２の導体線群１７ｂ、第１の折り曲げ部１７ｄ、第３の導体線群１７ｃ、第２の折り曲げ部１７ｅ、第４の導体線群１７ｆ、及び第３の折り曲げ部１７ｇを有する。
【００２４】
第１の導体線群１７ａでは、スロット内部ＳＩにおいて固定子鉄心５の径方向に導体線１１がｍ段（ｍは２以上の整数）に配置されている。
【００２５】
第２の導体線群１７ｂは、コイルエンド部ＣＥ１において第１の導体線群１７ａが固定子鉄心５の径方向にｎ段（ｎは１以上の整数）に配置変換されたものである。第２の導体線群１７ｂでは、例えば、コイルエンド部ＣＥ１において導体線１１が固定子鉄心５の径方向の１段目からｎ段目までに配置されている。
【００２６】
第１の折り曲げ部１７ｄでは、スロット内部ＳＩ及びコイルエンド部ＣＥ１の境界において第１の導体線群１７ａと第２の導体線群１７ｂとが角度θ（９０°＜θ＜１８０°）をなすように折り曲げられている。すなわち、第１の折り曲げ部１７ｄを含む配列変更部１０ｄは、スロット内部ＳＩの第１の導体線群１７ａの配列からコイルエンド部ＣＥ１の第２の導体線群１７ｂの配列への変更を行っている。
【００２７】
第３の導体線群１７ｃは、コイルエンド部ＣＥ１において第２の導体線群１７ｂが固定子鉄心５の径方向の（ｍ−ｎ＋１）段目からｍ段目までに配置変換されたものである。第３の導体線群１７ｃでは、コイルエンド部ＣＥ１において導体線１１が固定子鉄心５の径方向の（ｍ−ｎ＋１）段目からｍ段目までに配置されている。
【００２８】
第２の折り曲げ部１７ｅでは、コイルエンド部ＣＥ１において第２の導体線群１７ｂと第３の導体線群１７ｃとが角度θ’（＝３６０°−（θ＋θ”））をなすように折り曲げられている。すなわち、第２の折り曲げ部１７ｅを含む通過領域変更部１３ａは、コイルエンド部ＣＥ１の第２の導体線群１７ｂの配列（径方向の通過領域）からコイルエンド部ＣＥ１の第３の導体線群１７ｃの配列（径方向の通過領域）への変更を行っている。
【００２９】
第４の導体線群１７ｆでは、スロット内部ＳＩにおいて固定子鉄心５の径方向に導体線１１がｍ段（ｍは２以上の整数）に配置されている。
【００３０】
第３の折り曲げ部１７ｇでは、コイルエンド部ＣＥ１及びスロット内部ＳＩの境界において第３の導体線群１７ｃと第４の導体線群１７ｆとが角度θ”（９０°＜θ”＜１８０°）をなすように折り曲げられている。すなわち、第３の折り曲げ部１７ｇを含む配列変更部１０ａは、コイルエンド部ＣＥ１の第３の導体線群１７ｃの配列からスロット内部ＳＩの第４の導体線群１７ｆの配列への変更を行っている。
ここで、段数ｍ，ｎは、次の数式１を満たす。
ｎ／ｍ  ≦  １／２・・・数式１
【００３１】
例えば図２では、コイル１７が、スロット内部ＳＩで２段（固定子鉄心５の径方向）×８本（固定子鉄心５の周方向）の導体線１１から構成されている。例えば、径方向の数および周方向の数は、次のように決定することができる。
【００３２】
例えば、図２に示す場合、コイル１７は、スロット内部ＳＩからコイルエンド部ＣＥ１で、巻線配列の変更を行っている（第１の折り曲げ部１７ｄを含む配列変更部１０ｄ）。これにより、スロット内部ＳＩで２段（固定子鉄心５の径方向）×８本分（固定子鉄心５の周方向）であった導体線１１の束は、コイルエンド部ＣＥ１で１段（固定子鉄心５の径方向）×１６本分（固定子鉄心５の周方向）に整列される。またこのときに、第１の折り曲げ部１７ｄにおいて、角度θ（例えば、図２では１２０°）で折り曲げられている。
【００３３】
次に、コイルエンド部ＣＥ１において、例えば、固定子鉄心５の径方向の１段目に整列された導体線１１は、他の相の巻線（他の相のコイル１７）と干渉しないように、例えば、固定子鉄心５の径方向の２段目に配置変換される（第２の折り曲げ部１７ｅを含む通過領域変更部１３ａ）。またこのときも、配置変換する前と後とで、すなわち第２の折り曲げ部１７ｅにおいて、角度θ’（例えば、図２では１２０°）で折り曲げられている。
【００３４】
その後、再びコイルエンド部ＣＥ１からスロット内部ＳＩに戻るときに、巻線配列の変更が行なわれている（第３の折り曲げ部１７ｇを含む配列変更部１０ａ）。これにより、コイルエンド部ＣＥ１で１段（固定子鉄心５の径方向）×１６本分（固定子鉄心５の周方向）であった導体線１１の束は、スロット内部ＳＩで２段（固定子鉄心５の径方向）×８本分（固定子鉄心５の周方向）に整列される。またこのときにも、角度θ”（例えば、図２では１２０°）で折り曲げられている。
【００３５】
このようにコイル１７を構成することで、コイルエンド部ＣＥ１のコイル形状が３角形状になっている。また、説明は省略するが、コイル１７の下半分も同じように導体線１１の配列変更が行われており、全体として、コイルエンド部ＣＥ１の３角形状とスロット内部ＳＩの４角形状とコイルエンド部ＣＥ２の３角形状とを含む６角形状となっている。
【００３６】
図４は、固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の上面（回転軸ＲＡの方向）から見た図である。図５は、固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の下面から見た図である。図６は、固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の側面（回転軸ＲＡを向く面）から見た図である。図７は、コイルを形成する導体線の折り曲げ角度について説明した図である。次に、図４から図７を用いて、コイル１７の巻線配列の変更の部分をより詳細に説明する。
【００３７】
図４から図６は、スロット内部ＳＩで２段（固定子鉄心５の径方向）×２本分（固定子鉄心５の周方向）であるコイル１１を１個挿入した状態を例示しているが、このとき導体線１１がどのように巻かれてコイル１７を形成しているかを、位置１２ａから位置１２ｒを使って例示的に説明する。
【００３８】
コイル１７は、２つのスロット９ａ，９ｂの中間から導体線１１を巻き始め（位置１２ａ）、コイルエンド部ＣＥ１におけるスロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ１ａを通ってスロット９ａに近づく。その後、配列変更されて（配列変更部１０ａ）、スロット内部ＳＩの２段目の位置１２ｂ（図４参照）に入るようにする。この部分を側面から見ると、導体線１１は角度θ”で折り曲げられている（図６、図７参照）。
【００３９】
スロット内部ＳＩを通り位置１２ｃ（図５参照）から出てきた導体線１１は、配列変更されて（配列変更部１０ｂ）、コイルエンド部ＣＥ２（図２参照）におけるスロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ２ａに出る。この部分を側面から見ると、導体線１１は角度θで折り曲げられている（図６、図７参照）。
【００４０】
導体線１１は反対側のスロット９ｂに向かうが、スロット９ａとスロット９ｂとの中間に来たら、今度はコイルエンド部ＣＥ２（図２参照）におけるスロット内部ＳＩの２段目に相当する領域ＣＥ２ｂを通るように、配列変更される（通過領域変更部１３ｂ）。この部分を側面から見ると、導体線１１は角度θ’で折り曲げられている（図６、図７参照）。
【００４１】
スロット９ｂに近づいたら配列変更されて（配列変更部１０ｃ）、スロット内部ＳＩの１段目の位置１２ｄに入るようにする。この部分を側面から見ると、導体線１１は角度θ”で折り曲げられている（図６、図７参照）。
【００４２】
スロット内部ＳＩを通り位置１２ｅから出てきた導体線は、配列変更されて（配列変更部１０ｄ）、コイルエンド部ＣＥ１（図２参照）におけるスロット内部ＳＩの２段目に相当する領域ＣＥ１ｂに出る。この部分を側面から見ると、導体線１１は角度θで折り曲げられている。
【００４３】
導体線１１は反対側のスロット９ａに向かうが、スロット９ａとスロット９ｂとの中間に来たら、再び、コイルエンド部ＣＥ１（図２参照）におけるスロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ１ａを通るように、配列変更される（通過領域変更部１３ａ）。この部分を側面から見ると、導体線１１は角度θ’で折り曲げられている。
【００４４】
以上がコイル１７を形成する導体線１１の１巻回分であるが、引き続き同じように、位置１２ｆ→位置１２ｇ→位置１２ｈ→・・・→位置１２ｐ→位置１２ｑの順で導体線が巻かれていく。なお側面から見た図では、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２において、導体線１１は４本が横並びに整列することになるが、例えば、図６に示すように導体線１１の２周目、３周目となるにつれ、内側に配置されていく。
【００４５】
また、配列変更部１０ａ〜１０ｄは、導体線１１の１周目、３周目のときは、スロット内部ＳＩに入るときおよび出るときに配列変更を行っているが、導体線の２周目、４周目のときは、実際に配列変更は行われていない。２周目、４周目のときは、例えば、コイルエンド部ＣＥ１におけるスロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ１ａから来た導体線１１が、スロット内部ＳＩの１段目の位置１２ｆ，１２ｎにそのまま入る場合がある。あるいは、例えば、スロット内部ＳＩの１段目の位置１２ｏ，１２ｇから来た導体線１１が、コイルエンド部ＣＥ２におけるスロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ２ａに出る場合がある。あるいは、例えば、コイルエンド部ＣＥ２におけるスロット内部ＳＩの２段目に相当する領域ＣＥ２ｂから来た導体線１１が、スロット内部ＳＩの２段目の位置１２ｈ，１２ｐにそのまま入る場合がある。あるいは、例えば、スロット内部ＳＩの２段目の位置１２ｑ，１２ｉから来た導体線１１が、コイルエンド部ＣＥ１におけるスロット内部ＳＩの２段目に相当する領域ＣＥ１ｂに出る場合がある。
【００４６】
最後に、導体線１１は、２つのスロット９ａと９ｂの中間で巻き終わる（位置１２ｒ）。このようにして、スロット内部ＳＩとコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２とで導体線１１の配列が異なるコイル１７を形成することが可能になる。
【００４７】
なお、スロット内部ＳＩとコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２とで導体線１１の配列が異なるコイル１７を実現するには、上述した方法は１つの例示であり、必ずしもこの手順でコイル１７を形成する必要はない。また本説明では、コイル１７を２つのスロット９ａとスロット９ｂの中間から巻き始め（位置１２ａ）、同じような位置で巻き終わる（位置１２ｒ）方法を述べたが、必ずしもこの位置から巻き始めたり巻き終わる必要はない。ただし後述するが、スロット９ａとスロット９ｂとの中間は側面から見た図で、三角形状になったコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２の頂点になるため、コイル１７を複数連結するときに、コイル１７を結線する線が他の相の巻線と容易に干渉しにくいという効果がある。
【００４８】
また、通過領域変更部１３ａ，１３ｂは、図４，５中では導体線１１の配列が変わるときに直角のクランク形状として示しているが、コイルエンド部ＣＥ１の導体線１１が通過する領域ＣＥ１ａ，ＣＥ１ｂを変更するという目的が達せられれば、必ずしも直角のクランク形状である必要はない。例えば、クランクが付いていない直線状として、緩やかに領域が変更するようにしても良い。同様に、配列変更部１０ａ〜１０ｄは、スロット内部ＳＩとコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２とで導体線１１の配列が変わるときに直角のクランク形状としているが、導体線１１の配列を変更するという目的が達せられれば、必ずしも直角のクランク形状である必要はない。
【００４９】
図７を参照して、コイル１７を形成する導体線１１の折り曲げ角度について説明する。
【００５０】
例えば、配列変更部１０ａでの折り曲げ角度θ”は、第３の導体線群１７ｃの延在方向ＤＲ１７ｃと第４の導体線群１７ｆの延在方向ＤＲ１７ｆとのなす角度であってコイル１７の内側を向く角度である。コイル１７は側面から見たときに６角形状となっているため、この角度θ”は、例えば、次の数式２の条件を満たす。
９０°＜θ”＜１８０°・・・数式２
数式２を満たす角度θ”は、例えば、１２０°である。
【００５１】
例えば、配列変更部１０ｄでの折り曲げ角度θは、第１の導体線群１７ａの延在方向ＤＲ１７ａと第２の導体線群１７ｂの延在方向ＤＲ１７ｂとのなす角度であってコイル１７の内側を向く角度である。この角度θは、次の数式３の条件を満たす。
９０°＜θ＜１８０°・・・数式３
数式３を満たす角度θは、例えば、１２０°である。
【００５２】
例えば、通過領域変更部１３ａでの折り曲げ角度θ’は、第２の導体線群１７ｂの延在方向ＤＲ１７ｂと第３の導体線群１７ｃの延在方向ＤＲ１７ｃとのなす角度であってコイル１７の内側を向く角度である。この角度θ’は、次の数式４の条件を満たす。
θ’＝３６０°−（θ＋θ”）・・・数式４
【００５３】
例えば、コイル１７が図６、図７に示すように左右対称な形状である場合、次の数式５が成り立つ。
θ＝θ”・・・数式５
数式５を数式４に代入すると、次の数式６が得られる。
θ’＝３６０°−２θ・・・数式６
【００５４】
例えば、角度θ＝θ”＝１２０°である場合、角度θ’は１２０°である。
【００５５】
図８は、回転電機の固定子巻線を構成するために、固定子鉄心にコイルを挿入した固定子の各相ごとの巻線構成図を示している。図８は、毎極毎相のスロット数＝２（８極４８スロット）において、同相のコイルが２スロットごとに組み込まれている場合を示しており、コイル１７は、近接する同相にコイル１７を挿入する重ね巻きとして、固定子鉄心５の４スロットずつ離れた間隔でスロット９に組み込まれている。なお図８の固定子鉄心５は、説明しやすいように直線形状で図示しており、また途中の部分を一部省略している。
【００５６】
例えば、Ｖ相の巻線Ｖ８は、Ｕ相の巻線Ｕ８のコイル１７を、周方向に沿って図８の右方向に２スロット分シフトさせたコイル１７を有している。例えば、Ｗ相の巻線Ｗ８は、Ｖ相の巻線Ｖ８のコイル１７を、周方向に沿って図８の右方向に２スロット分シフトさせたコイル１７を有している。すなわち、図８中のコイル１７の右端で見た場合、２スロットピッチで分布させたＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル１７の配置パターンが、６スロット周期で繰り返されている。各コイル１７は、コイルエンド部ＣＥ１において、６スロットに跨っており、左の３スロットで１段目の領域を通過し、右の３スロットで２段目の領域を通過している。
【００５７】
上述したような方法で固定子巻線６を形成する理由は、スロット９間の距離を短く（例えば、最短に）できるので、コイル１７の周長を短くできるからである。周長の短いコイル１７を使って固定子巻線６を形成すると、固定子巻線６全体の周長も短くでき、巻線抵抗値の低減によるモータ損失低減およびモータ運転効率の向上につながるという大きなメリットがある。
【００５８】
仮に、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２においてスロット９間を周方向に平行に直線的に接続するコイルを上記のように周期的に配置して巻線回路を作ろうとすると、Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相の各相の巻線が干渉する箇所が多くなる。これを回避するために固定子巻線を迂回させたりすると、結果的に固定子巻線全体の周長が長くなったり、コイルエンド部の高さが高くなってしまう。すなわち、コイルエンド部の高さが高くなりやすいため、導線長さが長くなり、巻線抵抗の増大、すなわち銅損増大および効率低下が発生する可能性がある。
【００５９】
それに対して、本実施の形態では、上記のコイル１７を使うことにより、コイルエンド部ＣＥ１の左半分の導体線１１は、スロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ１ａ（図４参照）に集めることができ、コイルエンド部ＣＥ１の右半分の導体線１１は、スロット内部ＳＩの２段目に相当する領域ＣＥ１ｂ（図４参照）に集めることができる。これにより、Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相の巻線が干渉しにくい。図８を見る限りでは、Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相に挿入されるコイル１７が重複する領域があるように見えるが、実際のコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２におけるコイル１７は三角形状になっており、コイル１７の中心（通過領域変更部１３ａ，１３ｂでクランク形状になっている部分）は、三角形状の頂点である。このため、Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相の巻線が機械的に干渉しにくくなっている。このようにして、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２の高さを低減でき、周長の短いコイル１７を使った固定子巻線６を形成することが可能になる。
【００６０】
次に、実施の形態１による作用効果について例示的に説明する。
【００６１】
例えば、第１の効果として、例えば、導体線１１はスロット内部ＳＩとコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２とで配列変更され（配列変更部１０ａ〜１０ｄ）、導体線１１はコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２で固定子鉄心５の径方向に配置変換される（通過領域変更部１３ａ，１３ｂ）ようにしている。これにより、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２において１つの相の巻線が他の相の巻線と干渉しにくくなり、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２の高さを低くすることができる。
【００６２】
なお、図２に例示するようにスロット内部ＳＩで２段（固定子鉄心５の径方向）であった導体線１１の束を、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２で１段（固定子鉄心５の径方向）に配列変更し、コイル１７全体が６角形状になるように折り曲げ部が付いている場合は、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２において導体線１１が配置されない無駄な空間を（例えば、実質的に存在しない程度に）低減でき、導体線１１の配置密度（占積率）を効果的に（例えば、最も密に導体線１１が配置されるように）向上できる。これにより、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２全体を小型化できる。
【００６３】
また、第２の効果として、例えば、固定子巻線５において、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のすべてに対して同じ形状のコイル１７を用いることができる。そのために、巻線の形成作業の効率を向上できるとともに、各相ごとの巻線長さを均等に（例えば、同じに）できるため、各相ごとで巻線抵抗値のアンバランスを許容範囲内に抑制できる。したがって、トルクリプルを低減でき、振動を低減できる。
【００６４】
以上のように、実施の形態１では、回転電機１において、固定子巻線６の各相の巻線を１以上のコイル１７により形成する。各コイル１７では、第１の導体線群１７ａが、スロット内部ＳＩにおいて固定子鉄心５の径方向にｍ段（ｍは２以上の整数）に配置されている。第２の導体線群１７ｂは、コイルエンド部ＣＥ１において第１の導体線群１７ａが固定子鉄心５の径方向にｎ段（ｎは１以上の整数）に配置変換されている。第１の折り曲げ部１７ｄは、スロット内部ＳＩ及びコイルエンド部ＣＥ１の境界において第１の導体線群１７ａと第２の導体線群１７ｂとが１８０°より小さい角度θをなすように折り曲げられている。第３の導体線群１７ｃは、コイルエンド部ＣＥ１において固定子鉄心５の径方向の１段目からｎ段目までに配置された第２の導体線群１７ｂが、固定子鉄心５の径方向の（ｍ−ｎ＋１）段目からｍ段目までに配置変換されている。第２の折り曲げ部１３ａは、コイルエンド部ＣＥ１において第２の導体線群１７ｂと第３の導体線群１７ｃとが１８０°より小さい角度θ’をなすように折り曲げられている。そして、段数ｍおよびｎは、
ｎ／ｍ  ≦  １／２
を満たす。これにより、各相の巻線を形成する各コイル１７において、例えば、導体線１１をスロット内部ＳＩとコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２とで配列変更でき（配列変更部１０ａ〜１０ｄ）、導体線１１をコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２の途中で固定子鉄心５の径方向に配置変換できる（通過領域変更部１３ａ，１３ｂ）。例えば、コイルエンド部ＣＥ１の左半分の導体線１１を、スロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ１ａ（図４参照）に集めることができ、コイルエンド部ＣＥ１の右半分の導体線１１を、スロット内部ＳＩの２段目に相当する領域ＣＥ１ｂ（図４参照）に集めることができる。これにより、各相の巻線に同様の形状のコイル１７を用いた場合に、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２において１つの相の巻線が他の相の巻線と干渉しにくくなるようにすることができ、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２の高さを低くすることができる。すなわち、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２における各相の巻線の機械的な干渉を低減でき、各相ごとの巻線長さを均等に（例えば、同じに）できる。この結果、コイルエンド部の外径を小さくでき、各相の巻線抵抗値のアンバランスを許容範囲内に抑制できる。
【００６５】
また、実施の形態１では、各相の巻線に同様の形状のコイル１７を用いることができるので、結線作業を簡素化でき、回転電機１の製造コストを低減できる。
【００６６】
また、実施の形態１では、第２の折り曲げ部１７ｅは、例えば、回転軸ＲＡの方向から見た場合に、第２の導体線群１７ｂと第３の導体線群１７ｃとの間で径方向における配置を変更するクランク形状を有する。これにより、例えば、コイルエンド部ＣＥ１の左半分の導体線１１を、スロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ１ａ（図４参照）に集めることができ、コイルエンド部ＣＥ１の右半分の導体線１１を、スロット内部ＳＩの２段目に相当する領域ＣＥ１ｂ（図４参照）に集めることができる。この結果、各相の巻線に同様の形状のコイル１７を用いた場合に、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２において１つの相の巻線が他の相の巻線と干渉しにくくなるようにすることができる。
【００６７】
また、実施の形態１では、各相の巻線を形成する各コイル１７において、第４の導体線群１７ｆが、スロット内部ＳＩにおいて固定子鉄心５の径方向にｍ段（ｍは２以上の整数）に配置されている。第３の折り曲げ部１７ｇは、コイルエンド部ＣＥ１及びスロット内部ＳＩの境界において第３の導体線群１７ｃと第４の導体線群１７ｆとが１８０°より小さい角度θをなすように折り曲げられている。そして、角度θ”は、
９０°＜θ”＜１８０°
を満たし、
角度θは、
９０°＜θ＜１８０°
を満たし、
角度θ’は、
θ’＝３６０°−（θ＋θ”）
を満たす。これにより、各相の巻線を形成する各コイル１７を例えば６角形状にすることができる。この結果、各相の巻線に同様の形状のコイル１７を用いながらコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２における各相の巻線の機械的な干渉を低減できるようにコイル１７を構成することが容易である。
【００６８】
また、実施の形態１では、例えば、角度θと角度θ”とは、互いに均等であり、角度θ’は、
θ’＝３６０°−２θ
を満たす。これにより、各相の巻線を形成する各コイル１７を例えばティース８の側面に垂直な方向から見た場合に左右対称な６角形状にすることができる（図６参照）。この結果、各相の巻線抵抗値のアンバランスをさらに抑制できる。
【００６９】
実施の形態２．
次に、実施の形態２にかかる回転電機について説明する。図９は、固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の上面から見た図である。図１０は、固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の下面から見た図である。図１１は、固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の側面（回転軸ＲＡを向く面）から見た図である。図１２は、コイルを形成する導体線の折り曲げ角度について説明した図である。以下では、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００７０】
実施の形態１では、スロット内部ＳＩで径方向に２段であった導体線１１をコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２において径方向に１段に配列変更するコイルについて例示的に説明を行っている。実施の形態２では、スロット内部ＳＩで径方向に３段であった導体線２１をコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２において径方向に１段に配列変更するコイルについて例示的に説明を行う。
【００７１】
具体的には、回転電機２００の固定子２０３の固定子巻線２０６において、各相の巻線を形成する各コイル２１７の構成が、図９〜図１２に示すように、次の点で実施の形態１と異なる。
【００７２】
図９から図１１は、スロット内部ＳＩで３段（固定子鉄心５の径方向）×２本分（固定子鉄心５の周方向）であるコイル２１７を１個挿入した状態を示しているが、このとき導体線がどのように巻かれてコイル２１７を形成しているかを、位置２２ａから位置２２ｚの符号を使って例示的に説明する。
【００７３】
コイル２１７は、２つのスロット９ａ，９ｂの中間から導体線２１を巻き始め（位置２２ａ）、コイルエンド部ＣＥ１（図２参照）におけるスロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ１ａを通ってスロット９ａに近づく。その後、配列変更されて（配列変更部２０ａ）、スロット内部ＳＩの３段目の位置２２ｂ（図９参照）に入るようにする。この部分を側面から見ると、導体線２１は角度θ”で折り曲げられている（図１１、図１２参照）。
【００７４】
スロット内部ＳＩを通り位置２２ｃ（図１０参照）から出てきた導体線２１は、配列変更されて（配列変更部２０ｂ）、コイルエンド部ＣＥ２（図２参照）におけるスロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ２ａに出る。この部分を側面から見ると、導体線２１は角度θで折り曲げられている（図１１、図１２参照）。
【００７５】
導体線２１は反対側のスロット９ｂに向かうが、スロット９ａとスロット９ｂとの中間に来たら、今度はコイルエンド部ＣＥ２（図２参照）におけるスロット内部ＳＩの３段目に相当する領域ＣＥ２ｃを通るように、配列変更される（通過領域変更部２３ｂ）。この部分を側面から見ると、導体線２１は角度θ’で折り曲げられている（図１１、図１２参照）。
【００７６】
スロット９ｂに近づいたら配列変更されて（配列変更部２０ｃ）、スロット内部ＳＩの１段目の位置２２ｄ（図１０参照）に入るようにする。この部分を側面から見ると、導体線２１は角度θ”で折り曲げられている（図１１、図１２参照）。
【００７７】
スロット内部ＳＩを通り位置２２ｅ（図９参照）から出てきた導体線２１は、配列変更されて（配列変更部２０ｄ）、コイルエンド部ＣＥ１（図２参照）におけるスロット内部３段目に相当する領域ＣＥ１ｃに出る。この部分を側面から見ると、導体線２１は角度θで折り曲げられている（図１１、図１２参照）。
【００７８】
導体線２１は反対側のスロット９ａに向かうが、スロット９ａとスロット９ｂとの中間に来たら、再び、コイルエンド部ＣＥ１（図２参照）におけるスロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ１ａを通るように、配列変更される（通過領域変更部２３ａ）。この部分を側面から見ると、導体線２１は角度θ’で折り曲げられている。
【００７９】
以上がコイル２１７を形成する導体線２１の１巻回分であるが、引き続き同じように、位置２２ｆ→位置２２ｇ→位置２２ｈ→・・・→位置２２ｘ→位置２２ｙの順で導体線２１が巻かれていく。なお側面から見た図では、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２において、導体線２１は６本が横並びに整列することになるが、図１１に示すように導体線２１の２周目、３周目となるにつれ、内側に配置されていく。
【００８０】
また、配列変更部２０ａ〜２０ｄは、導体線２１の１周目、２周目、４周目、５周目のときは、スロット内部ＳＩに入るときおよび出るときに配列変更を行っているが、導体線２１の３周目、６周目のときは、実際に配列変更は行われていない。例えば、コイルエンド部ＣＥ１におけるスロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ１ａから来た導体線２１が、スロット内部ＳＩの１段目の位置２２ｊ，２２ｖにそのまま入る場合がある。あるいは、例えば、スロット内部ＳＩの１段目の位置２２ｗ，２２ｋから来た導体線２１が、コイルエンド部ＣＥ２におけるスロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ２ａに出る場合がある。あるいは、例えば、コイルエンド部ＣＥ２におけるスロット内部ＳＩの３段目に相当する領域ＣＥ２ｃから来た導体線２１が、スロット内部ＳＩの３段目の位置２２ｌ，２２ｘにそのまま入る場合がある。あるいは、例えば、スロット内部ＳＩの３段目の位置２２ｙ，２２ｍから来た導体線２１が、コイルエンド部ＣＥ１におけるスロット内部ＳＩの３段目に相当する領域ＣＥ１ｃに出る場合がある。
【００８１】
最後に、導体線２１は、２つのスロット９ａとスロット９ｂとの中間で巻き終わる（位置２２ｚ）。このようにして、スロット内部ＳＩとコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２とで導体線２１の配列が異なるコイル２１７を形成することが可能になる。
【００８２】
図１２を参照して、コイル２１７を形成する導体線２１の折り曲げ角度について説明する。
【００８３】
例えば、配列変更部２０ａでの折り曲げ角度θ”は、第３の導体線群１７ｃの延在方向ＤＲ１７ｃと第４の導体線群１７ｆの延在方向ＤＲ１７ｆとのなす角度であってコイル２１７の内側を向く角度である。コイル２１７は側面から見たときに６角形状となっているため、この角度θ”は、例えば、上記の数式２の条件を満たす。
数式２を満たす角度θ”は、例えば、１２０°である。
【００８４】
例えば、配列変更部２０ｄでの折り曲げ角度θは、第１の導体線群１７ａの延在方向ＤＲ１７ａと第２の導体線群１７ｂの延在方向ＤＲ１７ｂとのなす角度であってコイル２１７の内側を向く角度である。この角度θは、上記の数式３の条件を満たす。
数式３を満たす角度θは、例えば、１２０°である。
【００８５】
例えば、通過領域変更部２３ａでの折り曲げ角度θ’は、第２の導体線群１７ｂの延在方向ＤＲ１７ｂと第３の導体線群１７ｃの延在方向ＤＲ１７ｃとのなす角度であってコイル２１７の内側を向く角度である。この角度θ’は、上記の数式４の条件を満たす。
【００８６】
例えば、コイル２１７が図１１、図１２に示すように左右対称な形状である場合、上記の数式５が成り立つ。上記の数式５を数式４に代入すると、上記の数式６が得られる。
【００８７】
図１３は、回転電機の固定子巻線を構成するために、固定子鉄心にコイルを挿入した固定子の各相ごとの巻線構成図を示している。図１３は、毎極毎相のスロット数＝２（８極４８スロット）において、同相のコイル２１７が２スロットごとに組み込まれている場合を示しており、コイル２１７は、近接する同相にコイル２１７を挿入する重ね巻きとして、固定子鉄心５の４スロットずつ離れた間隔でスロット９に組み込まれている。なお図１３の固定子鉄心５は、説明しやすいように直線形状で図示しており、また途中の部分を一部省略している。
【００８８】
例えば、Ｖ相の巻線Ｖ８は、Ｕ相の巻線Ｕ８のコイル２１７を、周方向に沿って図１３の右方向に２スロット分シフトさせたコイル２１７を有している。例えば、Ｗ相の巻線Ｗ８は、Ｖ相の巻線Ｖ８のコイル２１７を、周方向に沿って図１３の右方向に２スロット分シフトさせたコイル２１７を有している。すなわち、図１３中のコイル２１７の右端で見た場合、２スロットピッチで分布させたＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル２１７の配置パターンが、６スロット周期で繰り返されている。各コイル２１７は、コイルエンド部において、６スロットに跨っており、左の３スロットで１段目の領域を通過し、右の３スロットで３段目の領域を通過している。
【００８９】
以上のように、実施の形態２では、スロット内部ＳＩで径方向に３段であった導体線２１をコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２において径方向に１段に配列変更する。例えば、導体線２１をコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２の途中でクランク形状にすれば、コイルエンド部ＣＥ１の左半分の導体線２１を、スロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ１ａ（図９参照）に集めることができ、コイルエンド部ＣＥ１の右半分の導体線２１を、スロット内部ＳＩの３段目に相当する領域ＣＥ１ｃ（図９参照）に集めることができる。これにより、各相の巻線に同様の形状のコイル２１７を用いた場合に、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２において１つの相の巻線が他の相の巻線と干渉しにくくなるようにすることができ、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２の高さを低くすることができる。すなわち、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２における各相の巻線の機械的な干渉を低減でき、各相ごとの巻線長さを均等に（例えば、同じに）できる。この結果、スロット内部ＳＩで径方向に３段に導体線２１が配置されている場合に、コイルエンド部の外径を小さくでき、各相の巻線抵抗値のアンバランスを許容範囲内に抑制できる。
【００９０】
実施の形態３．
次に、実施の形態３にかかる回転電機について説明する。図１４は、固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の上面から見た図である。図１５は、固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の下面から見た図である。図１６は、固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の側面（回転軸ＲＡを向く面）から見た図である。図１７は、コイルを形成する導体線の折り曲げ角度について説明した図である。以下では、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００９１】
実施の形態１では、スロット内部ＳＩで径方向に２段であった導体線をコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２で１段に配列変更するコイルについて例示的に説明を行っている。実施の形態３では、スロット内部ＳＩで径方向に５段であった導体線をコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２で２段に配列変更するコイルについて例示的に説明を行う。
【００９２】
具体的には、回転電機４００の固定子４０３の固定子巻線４０６において、各相の巻線を形成する各コイル４１７の構成が、図１４〜図１７に示すように、次の点で実施の形態１と異なる。
【００９３】
図１４から図１６は、スロット内部ＳＩで５段（固定子鉄心５の径方向）×２本分（固定子鉄心５の周方向）であるコイル４１７を１個挿入した状態を示しているが、このとき導体線３１がどのように巻かれてコイル４１７を形成しているかを、位置３２ａから位置３２ｚおよび位置３３ａから位置３３ｐの符号を使って例示的に説明する。
【００９４】
コイル４１７は、２つのスロット９ａ，９ｂの中間から巻き始め（位置３２ａ）、コイルエンド部ＣＥ１（図２参照）におけるスロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ１ａを通ってスロット９ａに近づく。その後、配列変更されて（配列変更部３０ａ）、スロット内部ＳＩの５段目の位置３２ｂに入るようにする。この部分を側面から見ると、導体線は角度θ”で折り曲げられている（図１６、図１７参照）。
【００９５】
スロット内部ＳＩを通り位置３２ｃ（図１５参照）から出てきた導体線３１は、配列変更されて（配列変更部３０ｂ）、コイルエンド部ＣＥ２（図２参照）におけるスロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ２ａに出る。この部分を側面から見ると、導体線は角度θで折り曲げられている（図１６、図１７参照）。
【００９６】
導体線３１は反対側のスロット９ｂに向かうが、スロット９ａとスロット９ｂとの中間に来たら、今度はコイルエンド部ＣＥ２（図２参照）におけるスロット内部ＳＩの４段目に相当する領域ＣＥ２ｄを通るように、配列変更される（通過領域変更部３４ｂ）。この部分を側面から見ると、導体線は角度θ’で折り曲げられている（図１６、図１７参照）。
【００９７】
スロット９ｂに近づいたら配列変更されて（配列変更部３０ｃ）、スロット内部ＳＩの１段目の位置３２ｄに入るようにする。この部分を側面から見ると、導体線は角度θ”で折り曲げられている（図１６、図１７参照）。
【００９８】
スロット内部ＳＩを通り位置３２ｅ（図１４参照）から出てきた導体線３１は、配列変更されて（配列変更部３０ｄ）、スロット内部ＳＩの４段目に相当する領域ＣＥ１ｄに出る。この部分を側面から見ると、導体線３１は角度θで折り曲げられている（図１６、図１７参照）。
【００９９】
導体線３１は反対側のスロット９ａに向かうが、スロット９ａとスロット９ｂとの中間に来たら、再びスロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ１ａを通るように、配列変更される（通過領域変更部３４ａ）。この部分を側面から見ると、導体線３１は角度θ’で折り曲げられている（図１６、図１７参照）。
【０１００】
このようにコイル４１７を形成する導体線の１巻回分を巻く。引き続き同じように、位置３２ｆ→位置３２ｇ→位置３２ｈ→・・・→位置３２ｔ→位置３２ｕの順で導体線３１が巻かれていく。ここまでのコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２の導体線３１は、スロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ１ａ，ＣＥ２ａとスロット内部ＳＩの４段目に相当する領域ＣＥ１ｄ，ＣＥ２ｄを通ることになり、側面から見た図では、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２において、導体線は５本が横並びに整列することになるが、図１６に示すように導体線の２周目、３周目となるにつれ、内側に配置されていく。
【０１０１】
また、配列変更部３０ａから３０ｄは、導体線３１の１周目、２周目、３周目、４周目のときは、スロット内部ＳＩに入るときおよび出るときに配列変更を行っているが、導体線３１の５周目のときは、実際に配列変更は行われていない。
【０１０２】
さらに引き続き、位置３２ｕ（図１４参照）から出た導体線３１はスロット内部ＳＩの４段目に相当する領域ＣＥ１ｄを通って、反対側のスロット９ａに向かうが、スロット９ａとスロット９ｂの中間に来たら、スロット内部ＳＩの２段目に相当する領域ＣＥ１ｂを通るように、配列変更される（通過領域変更部３４ａ）。この部分を側面から見ると、導体線３１は角度θ’で折り曲げられている（図１６、図１７参照）。
【０１０３】
スロット９ａに近づいたら配列変更されて（配列変更部３０ａ）、スロット内部ＳＩの５段目の位置３２ｖに入るようにする。この部分を側面から見ると、導体線３１は角度θ”で折り曲げられている（図１６、図１７参照）。
【０１０４】
スロット内部ＳＩを通り位置３２ｗ（図１５参照）から出てきた導体線３１は、配列変更されて（配列変更部３０ｂ）、スロット内部ＳＩの２段目に相当する領域ＣＥ２ｂに出る。この部分を側面から見ると、導体線３１は角度θで折り曲げられている（図１６、図１７参照）。
【０１０５】
導体線３１は反対側のスロット９ｂに向かうが、スロット９ａとスロット９ｂの中間に来たら、今度はスロット内部ＳＩの５段目に相当する領域ＣＥ２ｅを通るように、配列変更される（通過領域変更部３４ｂ）。この部分を側面から見ると、導体線３１は角度θ’で折り曲げられている（図１６、図１７参照）。
【０１０６】
スロット９ｂに近づいたら配列変更されて（配列変更部３０ｃ）、スロット内部ＳＩの１段目の位置３２ｘに入るようにする。この部分を側面から見ると、導体線３１は角度θ”で折り曲げられている（図１６、図１７参照）。
【０１０７】
スロット内部ＳＩを通り位置３２ｙ（図１４参照）から出てきた導体線は、配列変更されて（配列変更部３０ｄ）、スロット内部ＳＩの５段目に相当する領域ＣＥ１ｅに出る。この部分を側面から見ると、導体線３１は角度θで折り曲げられている（図１６、図１７参照）。
【０１０８】
導体線３１は反対側のスロット９ａに向かうが、スロット９ａとスロット９ｂの中間に来たら、再びスロット内部ＳＩの２段目に相当する領域ＣＥ１ｂを通るように、配列変更される（通過領域変更部３４ａ）。この部分を側面から見ると、導体線３１は角度θ’で折り曲げられている（図１６、図１７参照）。
【０１０９】
このようにコイル４１７を形成する導体線３１の１巻回分を巻く。引き続き同じように、位置３２ｚ→位置３３ａ→位置３３ｂ→位置３３ｃ→・・・→位置３３ｎ→位置３３ｏの順で導体線３１が巻かれていく。ここまでのコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２の導体線３１は、スロット内部ＳＩの２段目に相当する領域ＣＥ１ｂ，ＣＥ２ｂとスロット内部ＳＩの５段目に相当する領域ＣＥ１ｅ，ＣＥ２ｅを通ることになり、側面から見た図では、コイルエンド部において、導体線３１は５本が横並びに整列することになるが、図１６に示すように導体線の２周目、３周目となるにつれ、内側に配置されていく。
【０１１０】
また、配列変更部３０ａから３０ｄは、導体線の１周目、２周目、３周目、４周目のときは、スロット内部に入るときおよび出るときに配列変更を行っているが、導体線の５周目のときは、実際に配列変更は行われていない。
【０１１１】
図１７を参照して、コイル４１７を形成する導体線３１の折り曲げ角度について説明する。
【０１１２】
例えば、配列変更部３０ａでの折り曲げ角度θ”は、第３の導体線群１７ｃの延在方向ＤＲ１７ｃと第４の導体線群１７ｆの延在方向ＤＲ１７ｆとのなす角度であってコイル２１７の内側を向く角度である。コイル４１７は側面から見たときに６角形状となっているため、この角度θ”は、例えば、上記の数式２の条件を満たす。
数式２を満たす角度θ”は、例えば、１２０°である。
【０１１３】
例えば、配列変更部３０ｄでの折り曲げ角度θは、第１の導体線群１７ａの延在方向ＤＲ１７ａと第２の導体線群１７ｂの延在方向ＤＲ１７ｂとのなす角度であってコイル４１７の内側を向く角度である。この角度θは、上記の数式３の条件を満たす。
数式３を満たす角度θは、例えば、１２０°である。
【０１１４】
例えば、通過領域変更部３４ａでの折り曲げ角度θ’は、第２の導体線群１７ｂの延在方向ＤＲ１７ｂと第３の導体線群１７ｃの延在方向ＤＲ１７ｃとのなす角度であってコイル４１７の内側を向く角度である。この角度θ’は、上記の数式４の条件を満たす。
【０１１５】
例えば、コイル４１７が図１６、図１７に示すように左右対称な形状である場合、上記の数式５が成り立つ。上記の数式５を数式４に代入すると、上記の数式６が得られる。
【０１１６】
図１８は、回転電機の固定子巻線を構成するために、固定子鉄心にコイルを挿入した固定子の各相ごとの巻線構成図を示している。図１８は、毎極毎相のスロット数＝２（８極４８スロット）において、同相のコイルが２スロットごとに組み込まれている場合を示しており、コイル４１７は、近接する同相にコイルを挿入する重ね巻きとして、固定子鉄心５の４スロットずつ離れた間隔でスロットに組み込まれている。なお図１８の固定子鉄心５は、説明しやすいように直線形状で図示しており、また途中の部分を一部省略している。
【０１１７】
例えば、Ｖ相の巻線Ｖ８は、Ｕ相の巻線Ｕ８のコイル４１７を、周方向に沿って図１８の右方向に２スロット分シフトさせたコイル４１７を有している。例えば、Ｗ相の巻線Ｗ８は、Ｖ相の巻線Ｖ８のコイル４１７を、周方向に沿って図１８の右方向に２スロット分シフトさせたコイル４１７を有している。すなわち、図１８中のコイル４１７の右端で見た場合、２スロットピッチで分布させたＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル４１７の配置パターンが、６スロット周期で繰り返されている。各コイル４１７は、コイルエンド部において、６スロットに跨っており、左の３スロットで１段目と２段目の領域を通過し、右の３スロットで４段目と５段目の領域を通過している。
【０１１８】
以上のように、実施の形態３では、コイル４１７を使うことにより、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２の左半分の導体線３１を、スロット内部ＳＩの１段目と２段目に相当する領域ＣＥ１ａ，ＣＥ１ｂ，ＣＥ２ａ，ＣＥ２ｂ（図１４、図１５参照）に集めることができ、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２の右半分の導体線３１を、スロット内部ＳＩの４段目と５段目に相当する領域ＣＥ１ｄ，ＣＥ１ｅ，ＣＥ２ｄ，ＣＥ２ｅに集めることができる。これにより、Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相の巻線が互いに干渉しにくい。図１８を見る限りでは、Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相に挿入されるコイル４１７が重複する領域があるように見えるが、実際のコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２のコイル４１７は三角形状になっており、コイル４１７の中心（通過領域変更部でクランク形状になっている部分）は、三角形状の頂点であるため、Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相の巻線が互いに干渉しにくい。このようにして、コイルエンド部の高さを高くすることなく、周長の短いコイルを使った固定子巻線を形成することが可能になる。
【０１１９】
すなわち、導体線３１はスロット内部ＳＩとコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２とで配列変更され（配列変更部３０ａ〜３０ｄ）、導体線３１はコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２で固定子鉄心５の径方向に配置変換される（通過領域変更部３４ａ，３４ｂ）ようにしている。これにより、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２において１つの相の巻線が他の相の巻線と干渉しにくくなり、コイルエンド部の高さを低くすることができる。
【０１２０】
また、実施の形態３では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相すべてに対して同じ形状のコイルを用いることができる。そのために、巻線の形成作業の効率を向上できるとともに、各相ごとの巻線長さが同じであるため、各相ごとの巻線抵抗値のアンバランスを許容範囲内に抑制できる。したがって、トルクリプルまたは振動などを低減できる。
【０１２１】
実施の形態４．
次に、実施の形態４にかかる回転電機について説明する。図１９は、固定子巻線を成すコイルの構成図である。以下では、実施の形態１〜３と異なる部分を中心に説明する。
【０１２２】
実施の形態１〜３では、スロット内部とコイルエンド部で配列変更するコイルのうち、コイルエンド部のコイル形状が三角形状であるものについて説明を行っている。実施の形態４では、コイルエンド部において導体線の１巻回ごとに、通過領域変更部を固定子鉄心の周方向に対し後述の距離Ｘでずらして配置し、コイルエンド部の三角形状の頂点が導体線の１巻回ごとに距離Ｘでずれるようにする方法について説明を行う。
【０１２３】
具体的には、回転電機５００の固定子５０３の固定子巻線５０６において、各相の巻線を形成するコイル５１７は、例えば図１９に示す構成を有する。
【０１２４】
コイル５１７は、近接する同相にコイルを挿入する重ね巻きとして、固定子鉄心５のスロットに挿入される。コイル５１７は導体線４１の束として形成される。
【０１２５】
具体的には、コイル５１７は、図１９に示すように、第２の折り曲げ部１７ｅ（図２参照）に代えて、第２の折り曲げ部５１７ｅを有する。
【０１２６】
第２の折り曲げ部５１７ｅでは、導体線４１の１巻回ごとに固定子鉄心５の周方向に対して距離Ｘでずらしながら各導体線４１を配置している。すなわち、第２の折り曲げ部５１７ｅを含む通過領域変更部４３ａは、導体線４１の１巻回ごとに固定子鉄心５の周方向に対して距離Ｘでずらしながら、コイルエンド部ＣＥ１の第２の導体線群１７ｂの配列（径方向の通過領域）からコイルエンド部ＣＥ１の第３の導体線群１７ｃの配列（径方向の通過領域）への変更を行う。この距離Ｘは、例えば角度θと角度θ”とが互いに均等であり、導体線の幅をＷとすると、上記の数式５が成り立つとき、次の数式７で得られる。
Ｘ  ＝  Ｗ／（−ｃｏｓθ）・・・数式７
【０１２７】
例えば、図１９では、コイル５１７が、スロット内部ＳＩで２段（固定子鉄心５の径方向）×８本（固定子鉄心５の周方向）の導体線４１から構成されている。例えば、径方向の数および周方向の数は、次のように決定することができる。
【０１２８】
例えば、図１９に示す場合、コイル５１７は、スロット内部ＳＩからコイルエンド部ＣＥ１にかけて、巻線配列の変更を行っている（配列変更部４０ｄ）。これにより、スロット内部ＳＩで２段（固定子鉄心５の径方向）×８本分（固定子鉄心５の周方向）であった導体線４１の束は、コイルエンド部ＣＥ１で１段（固定子鉄心５の径方向）×１６本分（固定子鉄心５の周方向）に整列される。またこのときに、角度θ（例えば、図１９では１３５°）で折り曲げられている。
【０１２９】
次に、コイルエンド部ＣＥ１において、例えば、固定子鉄心５の径方向の１段目に整列された導体線４１は、他の相の巻線（他の相のコイル５１７）と干渉しないように、例えば、固定子鉄心５の径方向の２段目に配置変換される（第２の折り曲げ部５１７ｅを含む通過領域変更部４３ａ）。またこのときも、配置変換する前と後とで、すなわち第２の折り曲げ部５１７ｅにおいて、角度θ’（例えば、図１９では９０°）で折り曲げられている。
【０１３０】
その後、再びコイルエンド部ＣＥ１からスロット内部ＳＩに戻るときに、巻線配列の変更が行なわれている（配列変更部４０ａ）。これにより、コイルエンド部ＣＥ１で１段（固定子鉄心５の径方向）×１６本分（固定子鉄心５の周方向）であった導体線４１の束は、スロット内部ＳＩで２段（固定子鉄心５の径方向）×８本分（固定子鉄心５の周方向）に整列される。またこのときに、角度θ”（例えば、図１９では１３５°）で折り曲げられている。
【０１３１】
このようにコイル５１７を構成することで、コイルエンド部ＣＥ１のコイル形状が三角形状になっている。また、説明は省略するが、コイル５１７の下半分も同じように導体線４１の配列変更が行われており、全体として６角形状となっている。
【０１３２】
なお、今回の実施の形態である図１９が、すでに説明した実施の形態１の図２と違う点は、コイルエンド部において導体線の１巻回ごとに、導体線通過領域変更部４９を固定子鉄心の周方向に対し距離Ｘでずらして配置している点である。このようにすることで、コイルエンド部の三角形状の頂点が導体線の１巻回ごとに距離Ｘでずれるようになり、頂点の位置が周方向に揃っている図２に比較して、さらにコイルエンド部の高さを低くすることができる。
【０１３３】
図２０は、固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の上面から見た図である。図２１は、固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の下面から見た図である。図２２は、固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の側面（回転軸ＲＡを向く面）から見た図である。図２３は、コイルを形成する導体線の折り曲げ角度および寸法について説明した図である。図２０から図２３を用いて、コイル５１７の巻線配列の変更の部分をより詳細に説明する。
【０１３４】
図２０から図２２は、スロット内部ＳＩで２段（固定子鉄心５の径方向）×２本分（固定子鉄心５の周方向）であるコイル５１７を１個挿入した状態を示しているが、このとき導体線がどのように巻かれてコイル５１７を形成しているかを、位置４２ａから位置４２ｒを使って例示的に説明する。
【０１３５】
コイル５１７は、２つのスロット９ａ，９ｂの中間から巻き始め（位置４２ａ）、スロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ１ａを通ってスロット９ａに近づく。その後、配列変更されて（配列変更部４０ａ）、スロット内部ＳＩの２段目の位置４２ｂに入るようにする。この部分を側面から見ると、導体線４１は角度θ”で折り曲げられている（図２２、図２３参照）。
【０１３６】
スロット内部ＳＩを通り位置４２ｃ（図２１参照）から出てきた導体線４１は、配列変更されて（配列変更部４０ｂ）、スロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ２ａに出る。この部分を側面から見ると、導体線４１は角度θで折り曲げられている（図２２、図２３参照）。
【０１３７】
導体線４１は反対側のスロット９ｂに向かうが、スロット９ａとスロット９ｂとの中間に来たら、今度はスロット内部ＳＩの２段目に相当する領域ＣＥ２ｂを通るように、配列変更される（通過領域変更部４３ｂ）。この部分を側面から見ると、導体線４１は角度θ’で折り曲げられている（図２２、図２３参照）。
【０１３８】
スロット９ｂに近づいたら配列変更されて（配列変更部４０ｃ）、スロット内部ＳＩの１段目の位置４２ｄに入るようにする。この部分を側面から見ると、導体線４１は角度θ”で折り曲げられている（図２２、図２３参照）。
【０１３９】
スロット内部ＳＩを通り位置４２ｅ（図２０参照）から出てきた導体線４１は、配列変更されて（配列変更部４０ｄ）、スロット内部ＳＩの２段目に相当する領域ＣＥ１ｂに出る。この部分を側面から見ると、導体線４１は角度θで折り曲げられている（図２２、図２３参照）。
【０１４０】
導体線４１は反対側のスロット９ａに向かうが、スロット９ａとスロット９ｂの中間に来たら、再びスロット内部１段目に相当する領域を通るように、配列変更される（通過領域変更部４３ａ）。この部分を側面から見ると、導体線は所定の角度で折り曲げられている。
【０１４１】
以上がコイルを形成する導体線４１の１巻回分であるが、引き続き同じように、位置４２ｆ→位置４２ｇ→位置４２ｈ→・・・→位置４２ｐ→位置４２ｑの順で導体線４１が巻かれていく。ただし導体線４１の２周目以降は、通過領域変更部４３ａ、４３ｂの位置が導体線４１の１巻回ごとに固定子鉄心５の周方向に対して距離Ｘでずらして配置される。通過領域変更部４３ａ、４３ｂは、側面から見た図で、三角形状になったコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２の頂点であり、言い換えると三角形状になったコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２における導体線４１の頂点が導体線４１の１巻回ごとに固定子鉄心５の周方向に対して距離Ｘでずらして配置されているとも言える。
【０１４２】
なお側面から見た図では、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２において、導体線４１は例えば４本が横並びに整列することになるが、図２２に示すように導体線４１の１周目が４本のうち常に一番左側に来るように配置され、２周目、３周目となるにつれ、１本ずつ右側に配置されていく（実施の形態１で説明した図６とは、巻き方が異なる）。
【０１４３】
また、配列変更部４０ａから４０ｄは、導体線の１周目、３周目のときは、スロット内部に入るときおよび出るときに配列変更を行っているが、導体線の２周目、４周目のときは、実際に配列変更は行われていない。
【０１４４】
最後にコイル５１７は、２つのスロット９ａ，９ｂの中間で導体線４１を巻き終わる（位置４２ｒ）。
【０１４５】
図２３を参照して、コイルを形成する導体線の折り曲げ角度および寸法について説明する。
【０１４６】
例えば、配列変更部４０ａでの折り曲げ角度θ”は、第３の導体線群１７ｃの延在方向ＤＲ１７ｃと第４の導体線群１７ｆの延在方向ＤＲ１７ｆとのなす角度であってコイル５１７の内側を向く角度である。コイル５１７は側面から見たときに６角形状となっているため、この角度θ”は、例えば、上記の数式２の条件を満たす。
数式２を満たす角度θ”は、例えば、１３５°である。
【０１４７】
例えば、配列変更部４０ｄでの折り曲げ角度θは、第１の導体線群１７ａの延在方向ＤＲ１７ａと第２の導体線群１７ｂの延在方向ＤＲ１７ｂとのなす角度であってコイル５１７の内側を向く角度である。この角度θは、上記の数式３の条件を満たす。
数式３を満たす角度θは、例えば、１３５°である。
【０１４８】
例えば、通過領域変更部４３ａでの折り曲げ角度θ’は、第２の導体線群１７ｂの延在方向ＤＲ１７ｂと第３の導体線群１７ｃの延在方向ＤＲ１７ｃとのなす角度であってコイル５１７の内側を向く角度である。この角度θ’は、上記の数式４の条件を満たす。
【０１４９】
例えば、コイル５１７が図２２、図２３に示すように左右対称な形状である場合、上記の数式５が成り立つ。上記の数式５を数式４に代入すると、上記の数式６が得られる。
【０１５０】
また、通過領域変更部４３ａの位置は、導体線４１の１巻回ごとに固定子鉄心５の周方向に対しての距離Ｘでずらして配置されている。その距離Ｘは、導体線の幅をＷ、（上記の数式５が成り立つ場合）配列変更部での折り曲げ角度をθとすると、上記の数式７で与えられる。
【０１５１】
図２４は、回転電機の固定子巻線を構成するために、固定子鉄心にコイルを挿入した固定子の各相ごとの巻線構成図を示している。図２４は、毎極毎相のスロット数＝２（８極４８スロット）において、同相のコイル５１７が２スロットごとに組み込まれている場合を示している。コイル５１７は、近接する同相にコイルを挿入する重ね巻きとして、固定子鉄心５の４スロットずつ離れた間隔でスロットに組み込まれている。なお図２４の固定子鉄心５は、説明しやすいように直線形状で図示しており、また途中の部分を一部省略している。
【０１５２】
例えば、Ｖ相の巻線Ｖ８は、Ｕ相の巻線Ｕ８のコイル５１７を、周方向に沿って図２４の右方向に２スロット分シフトさせたコイル５１７を有している。例えば、Ｗ相の巻線Ｗ８は、Ｖ相の巻線Ｖ８のコイル５１７を、周方向に沿って図２４の右方向に２スロット分シフトさせたコイル５１７を有している。すなわち、図２４中のコイル５１７の右端で見た場合、２スロットピッチで分布させたＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル５１７の配置パターンが、６スロット周期で繰り返されている。各コイル５１７は、コイルエンド部において、６スロットに跨っており、左の３スロットで１段目の領域を通過し、右の３スロットで２段目の領域を通過している。
【０１５３】
以上のように、実施の形態４では、導体線４１をコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２で固定子鉄心５の径方向に配置変換する通過領域変更部４３ａを、導体線４１の１巻回ごとに固定子鉄心５の周方向に対して距離Ｘでずらして配置させる。具体的には、導体線の幅をＷ、（上記の数式５が成り立つ場合）配列変更部での折り曲げ角度をθとすると、上記の数式７で与えられる距離Ｘでずらして導体線４１の通過領域変更部を配置させる（図２０、図２１参照）。これにより、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２におけるコイル５１７の高さをさらに低くすることができる。 
【０１５４】
実施の形態５．
次に、実施の形態５にかかる回転電機について説明する。図２５は、固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の上面から見た図である。図２６は、固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の下面から見た図、図２７は、固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の側面（回転軸ＲＡを向く面）から見た図である。以下では、実施の形態１〜４と異なる部分を中心に説明する。
【０１５５】
実施の形態１〜４において、スロット内部とコイルエンド部とで導体線の配列が異なるコイルを実現するには、記載した方法は１つの事例であり、必ずしもこの手順でコイルを形成する必要はないものとされている。
【０１５６】
そこで、実施の形態５では、これまでと異なるコイルの形成手順について例示的に説明を行う。
【０１５７】
具体的には、回転電機６００の固定子６０３の固定子巻線６０６において、各相の巻線を形成する各コイル６１７の構成が、図２５〜図２７に示すように、次の点で実施の形態１〜４と異なる。
【０１５８】
図２５から図２７は、スロット内部ＳＩで２段（固定子鉄心５の径方向）×２本分（固定子鉄心５の周方向）であるコイル６１７を１個挿入した状態を示しているが、このとき導体線がどのように巻かれてコイル６１７を形成しているかを、位置８２ａから位置８２ｒを使って例示的に説明する。
【０１５９】
コイル６１７は、２つのスロット９ａ，９ｂの中間から巻き始め（位置８２ａ）、スロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ１ａを通ってスロット９ａに近づく。その後、配列変更されて（配列変更部８０ａ）、スロット内部ＳＩの２段目の位置８２ｂに入るようにする。この部分を側面から見ると、導体線８１は角度θ”で折り曲げられている（図２７参照）。
【０１６０】
スロット内部ＳＩを通り位置８２ｃ（図２６参照）から出てきた導体線８１は、配列変更されて（配列変更部８０ｂ）、スロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ２ａに出る。この部分を側面から見ると、導体線８１は角度θで折り曲げられている（図２７参照）。
【０１６１】
導体線８１は反対側のスロット９ｂに向かうが、スロット９ａとスロット９ｂの中間に来たら、今度はスロット内部ＳＩの２段目に相当する領域ＣＥ２ｂを通るように、配列変更される（通過領域変更部８３ｂ）。この部分を側面から見ると、導体線８１は角度θ’で折り曲げられている（図２７参照）。
【０１６２】
スロット９ｂに近づいたら配列変更されて（配列変更部８０ｃ）、スロット内部ＳＩの１段目の位置８２ｄに入るようにする。この部分を側面から見ると、導体線８１は角度θ”で折り曲げられている（図２７参照）。
【０１６３】
スロット内部ＳＩを通り位置８２ｅ（図２５参照）から出てきた導体線８１は、配列変更されて（配列変更部８０ｄ）、スロット内部ＳＩの２段目に相当する領域ＣＥ１ｂに出る。この部分を側面から見ると、導体線８１は角度θで折り曲げられている（図２７参照）。
【０１６４】
導体線８１は反対側のスロット９ａに向かうが、スロット９ａとスロット９ｂとの中間に来たら、再びスロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ１ａを通るように、配列変更される（通過領域変更部８３ａ）。この部分を側面から見ると、導体線８１は角度θ’で折り曲げられている（図２７参照）。
【０１６５】
以上がコイル６１７を形成する導体線８１の１巻回分であるが、引き続き同じように、位置８２ｆ→位置８２ｇ→位置８２ｈ→・・・→位置８２ｐ→位置８２ｑの順で導体線８１が巻かれていく。なお側面から見た図では、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２において、導体線８１は４本が横並びに整列することになるが、図２７に示すように導体線の２周目、３周目となるにつれ、内側に配置されていく。
【０１６６】
実施の形態１におけるコイルの形成手順では、配列変更部１０ａから１０ｄは、導体線の１周目、３周目のときは、スロット内部ＳＩに入るときおよび出るときに配列変更を行っているが、導体線１１の２周目、４周目のときは、実際には配列変更が行われていない（図４〜図６参照）。
【０１６７】
それに対して、本実施の形態５では、コイル６１７の形成手順において、配列変更部８０ａから８０ｄは、導体線の１周目、２周目のときは、スロット内部に入るときおよび出るときに配列変更を行っているが、導体線の３周目、４周目のときは、実際に配列変更が行われない（スロット内部１段目に相当する領域から来た導体線が、スロット内部１段目にそのまま入る場合など）。本実施の形態のほうが、導体線８１の巻回ごとに実際に配列変更する、しないということが続くので、配列変更のための折れ曲がり（直角クランク形状）が揃うようになり、コイルエンド部の配列変更部をよりコンパクトにできる。
【０１６８】
以上のように、実施の形態５では、導体線の巻回ごとに実際に配列変更する、しないということが続くようにしたので、配列変更のための折れ曲がり（直角クランク形状）が揃うようになり、コイルエンド部の配列変更部をよりコンパクトにできる。
【０１６９】
なお、この実施の形態５は、実施の形態１と対比する形で記載をしたが、実施の形態２〜４に対しても、同じ技術を適用することは可能である。また、この実施の形態５の技術は、後述の実施の形態６に対しても適用可能である。
【０１７０】
実施の形態６．
次に、実施の形態６にかかる回転電機について説明する。図２８は、固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の上面から見た図である。図２９は、固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の下面から見た図である。図３０は、固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の側面から見た図である。以下では、実施の形態１〜５と異なる部分を中心に説明する。
【０１７１】
実施の形態１〜５において、スロット内部とコイルエンド部とで導体線の配列が異なるコイルを実現するには、記載した方法は１つの事例であり、必ずしもこの手順でコイルを形成する必要はないものとされている。
【０１７２】
そこで、実施の形態６では、実施の形態１〜５と異なるコイルの形成手順について例示的に説明を行う。
【０１７３】
具体的には、回転電機７００の固定子７０３の固定子巻線７０６において、各相の巻線を形成する各コイル７１７の構成が、図２８〜図３０に示すように、次の点で実施の形態１と異なる。
【０１７４】
図２８から図３０は、スロット内部ＳＩで２段（固定子鉄心５の径方向）×２本分（固定子鉄心５の周方向）であるコイル７１７を１個挿入した状態を示しているが、このとき導体線がどのように巻かれてコイル７１７を形成しているかを、位置９２ａから位置９２ｒを使って例示的に説明する。
【０１７５】
コイル７１７は、２つのスロット９ａ，９ｂの中間から導体線９１を巻き始め（位置９２ａ）、スロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ１ａを通ってスロット９ａに近づく。その後、配列変更されて（配列変更部９０ａ）、スロット内部ＳＩの２段目の位置９２ｂに入るようにする。この部分を側面から見ると、導体線９１は角度θ”で折り曲げられている（図３０参照）。
【０１７６】
スロット内部ＳＩを通り位置９２ｃ（図２９参照）から出てきた導体線９１は、配列変更されて（配列変更部９０ｂ）、スロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ２ａに出る。この部分を側面から見ると、導体線９１は角度θで折り曲げられている（図３０参照）。
【０１７７】
導体線９１は反対側のスロット９ｂに向かうが、スロット９ａとスロット９ｂとの中間に来たら、今度はスロット内部ＳＩの２段目に相当する領域ＣＥ２ｂを通るように、配列変更される（通過領域変更部９３ｂ）。この部分を側面から見ると、導体線９１は角度θ’で折り曲げられている（図３０参照）。
【０１７８】
スロット９ｂに近づいたら配列変更されて（配列変更部９０ｃ）、スロット内部ＳＩの１段目の位置９２ｄに入るようにする。この部分を側面から見ると、導体線９１は角度θ”で折り曲げられている（図３０参照）。
【０１７９】
スロット内部ＳＩを通り位置９２ｅ（図２８参照）から出てきた導体線９１は、配列変更されて（配列変更部９０ｄ）、スロット内部ＳＩの２段目に相当する領域ＣＥ１ｂに出る。この部分を側面から見ると、導体線９１は角度θで折り曲げられている（図３０参照）。
【０１８０】
導体線９１は反対側のスロット９ａに向かうが、スロット９ａとスロット９ｂとの中間に来たら、再びスロット内部ＳＩの１段目に相当する領域ＣＥ１ａを通るように、配列変更される（通過領域変更部９３ａ）。この部分を側面から見ると、導体線９１は角度θ’で折り曲げられている。
【０１８１】
以上がコイル７１７を形成する導体線９１の１巻回分であるが、引き続き同じように、位置９２ｆ→位置９２ｇ→位置９２ｈ→・・・→位置９２ｐ→位置９２ｑの順で導体線が巻かれていく。側面から見た図では、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２において、導体線９１は４本が横並びに整列することになる。
【０１８２】
実施の形態１では、図６に示すように導体線１１の２周目、３周目となるにつれ、導体線１１は内側に配置されていく。したがって、コイル１７において、導体線１１の巻き始めが上部に、導体線１１の巻き終わりが下部に存在する。
【０１８３】
それに対して、本実施の形態では、図３０に示すように導体線９１の２周目、３周目となるにつれ、導体線９１は外側に配置されていく。したがって、コイル７１７において、導体線９１の巻き始めが下部に、導体線９１の巻き終わりが上部に存在する。
【０１８４】
詳しい方法は後述するが、固定子巻線７０６は、スロット内部ＳＩにコイル７１７を複数配置して、それらの端末を溶接などの方法で接続することで形成されることになる。コイル７１７は同じ形状のものを複数使って良い。
【０１８５】
実施の形態１では、例えば図６のコイル１７を連結しようとすると、導体線１１の巻き始めが上部に、導体線１１の巻き終わりが下部に存在するために、その連結線が少し長く必要になる。
【０１８６】
一方、本実施の形態では、例えば、図６のコイル１７と図３０のコイル７１７との２種類を用意しておき、それらを交互に使えば、図６のコイル１７は導体線１１の巻き始めが上部、導体線１１の巻き終わりが下部にあり、図３０のコイル７１７は導体線９１の巻き始めが下部、導体線９１の巻き終わりが上部に存在するために、両者を短い距離（例えば、最短距離）の連結線でつなぐことが可能になる。
【０１８７】
以上のように、実施の形態６では、コイルを複数連結するときに、巻回方法が違う２種類のコイルを併用することにより、両者を短い距離（例えば、最短距離）の連結線でつなぐことが可能になる。
【０１８８】
なお、この実施の形態６は、実施の形態１と対比する形で記載をしたが、実施の形態２〜５に対しても、同じ技術を適用することは可能である。
【０１８９】
なお、実施の形態１〜３では、コイルは側面から見たときに６角形状となっている場合について説明している。このコイルが成立するための導体線の段数および折り曲げ角度に関する条件は、
・  ｍは２以上の整数
・  ｎは１以上の整数
・  折り曲げ角度θ，θ”が数式２，３を満たす
・  段数ｍ，ｎが数式１を満たす
ことである。
【０１９０】
補足しておくと、数式１で得られるｎ／ｍの最大値（１／２）のときに、コイルエンド部において導体線が配置されない無駄な空間が実質的に存在しない程度に効率的に（例えば、最も密に）導体線を配置できる。例えば、実施の形態１で説明したスロット内部ＳＩで固定子鉄心５の径方向に２段に配置された導体線が、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２では固定子鉄心５の径方向に１段に配置変換される場合が、これに相当する。
【０１９１】
一方、ｎ／ｍの値が１／２よりも小さい場合である実施の形態２（スロット内部ＳＩで固定子鉄心５の径方向に３段に配置された導体線が、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２では固定子鉄心５の径方向に１段に配置変換される場合）または実施の形態３（スロット内部ＳＩで固定子鉄心５の径方向に５段に配置された導体線が、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２では固定子鉄心５の径方向に２段に配置変換される場合）では、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２で導体線がまったく通らない無駄な空間が存在する。回転電機の固定子巻線を構成する場合、理想的には前者（１／２）の条件でコイルを作るのが良いが、現実的にはスロット内部の幅、スロット内部の高さ、および導体線の線径によって段数の制約が起きるため、後者（１／２よりも小さい）を混ぜながら作ることもある。
【０１９２】
以上、実施の形態１〜６の説明を行っているが、このすべての事例に対して、以下のようにすることも可能である。
【０１９３】
例えば、図３１は、固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の上面から見た図である。導体線５１に丸線を使用する場合、図３１に示すようにスロット内部ＳＩのコイル８１７を形成している導体線５１を俵積みすることも可能である。これは、巻線の線占率を向上させる目的で行われる。ただし、導体線５１を俵積みすることによって、スロット内部ＳＩのコイルの高さが等価的に低くなる。
【０１９４】
もし、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２の導体線５１も俵積みで構成するのであれば、スロット内部ＳＩとコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２でコイル８１７に必要な高さが変わらないので、上記の数式１の条件のままコイル８１７を成形することが可能である。
【０１９５】
しかし、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２の導体線５１を俵積みしない場合は、スロット内部ＳＩのコイル８１７の高さだけが等価的に低くなり、スロット内部ＳＩとコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２でコイル８１７に必要な高さが違うため、数式１の条件が成立しなくなる。この場合、スロット内部ＳＩで固定子鉄心５の径方向に俵積みでｍ段に配置された導体線５１の高さが、普通の積み方でｍ’段に配置された導体線の高さと同じになるとした場合、ｍとｍ’との関係は次の数式８で表現される。
【０１９６】
ｍ’  ＝  １＋√３／２・（ｍ−１）  （ｍは２以上の整数）・・・数式８
【０１９７】
このように、スロット内部ＳＩで固定子鉄心５の径方向にｍ段に配置された導体線５１が、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２では固定子鉄心の径方向にｎ段に配置変換され、かつ導体線５１はスロット内部ＳＩとコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２とで角度θ，θ”で折り曲げられ、コイルエンド部で固定子鉄心の径方向の１段目からｎ段目までに配置された導体線が、固定子鉄心の径方向の（ｍ−ｎ＋１）段目からｍ段目までに配置変換され、かつ配置変換する前と後とで角度θ’（＝３６０−（θ＋θ”））で折り曲げられているコイル８１７において、スロット内部ＳＩの導体線５１を俵積みできる条件は、
・  ｍは２以上の整数
・  ｎは１以上の整数
・  折り曲げ角度θ，θ”が数式２，３を満たす
・  段数ｍ，ｎが数式９を満たす
ことである。
【０１９８】
ｎ／｛１＋√３／２・（ｍ−１）｝  ≦  １／２・・・数式９
これにより、スロット内部ＳＩの導体線５１の占積率を向上できる。
【０１９９】
あるいは、例えば、図３２は、固定子鉄心にコイルを挿入した状態を固定子鉄心の上面から見た図を示している。ここまでの説明では、固定子鉄心５のスロット内部ＳＩにコイルを１つだけ入れた例を説明しているが、回転電機の固定子巻線は、スロット内部に複数のコイルを配置し、これらを連結することで構成されることが多い。図３２は、スロット内部ＳＩで２段（固定子鉄心５の径方向）×２本分（固定子鉄心５の周方向）であった導体線５３が、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２で１段（固定子鉄心５の径方向）×４本分（固定子鉄心５の周方向）に整列されているコイルを２個（コイル９１７−１および９１７−２）挿入した状態を示している。このような場合、１つ目のコイル９１７−１における導体線５２の巻き終わり５２２と２つ目のコイル９１７−２における導体線５３の巻き始め５３１とを連結することで、固定子巻線を形成していく。もちろん挿入するコイルの数がさらに増えた場合でも、コイルにおける導体線の巻き終わりと次のコイルにおける導体線の巻き始めとを結線（連結）することで、スロット内部で固定子鉄心の径方向に対して段数が多い固定子巻線を構成することが可能になる。
【０２００】
あるいは、例えば、図３３は、固定子鉄心にコイルを挿入した状態を上面から見た図を示している。図１に示すような丸形状の固定子鉄心５の場合、スロット形状は長方形ではなく台形になることが多い。これは、ティース幅を一定にするために、固定子鉄心５の内周ほどスロット幅を狭く、固定子鉄心５の外周ほどスロット幅を広くすることが多いためである。図３３は、固定子鉄心５のスロット内部ＳＩに３個のコイル１０１７−１〜１０１７−３を挿入した状態を示している。
【０２０１】
これらのコイル１０１７−１〜１０１７−３は、スロット内部ＳＩの幅または高さに合わせてコイル１０１７−１〜１０１７−３における導体線５４，５５，５６の巻数を変えている。このようにスロット９ａ，９ｂの形状が長方形でない場合でも、その形状に合わせて導体線５４，５５，５６の巻数が違うコイル１０１７−１〜１０１７−３を何種類か用意しておき、それらを連結することで、どんなスロット形状にも対応することが可能になる。なお、これらのコイル１０１７−１〜１０１７−３は、前述したように１つ目のコイル１０１７−１における導体線５４の巻き終わり５４２と２つ目のコイル１０１７−２における導体線５５の巻き始め５５１とを連結し、２つ目のコイル１０１７−２における導体線５５の巻き終わり５５２と３つ目のコイル１０１７−３における導体線５６の巻き始め５６１とを連結することで、固定子巻線を形成する。
【０２０２】
なお、図３２または図３３において、固定子鉄心５のスロット内部ＳＩにコイルを複数入れておき、これらの巻きはじめと巻き終わりを連結する方法について説明したが、このような場合、あらかじめコイルを連結線によってつなげておいても良い。
【０２０３】
あるいは、例えば、図３４は、固定子巻線を成すコイル束の構成図である。これは、図２に示した固定子巻線を成すコイルを、あらかじめ連結線によってつなげたものである。コイル束６１は、近接する同相にコイルを挿入する重ね巻きとして、固定子鉄心のスロットに挿入される。コイル束６１は、コイル６３ａ、コイル６３ｂ、コイル６３ｃの３個が連結したものであり、それぞれが連結線６２によってつながっている。図３４において、コイル６３ａ、コイル６３ｂ、コイル６３ｃは、スロット内部ＳＩで２段（固定子鉄心５の径方向）×８本（固定子鉄心５の周方向）の導体線から構成されているが、径方向の数および周方向の数は、任意に決定することができる。
【０２０４】
あるいは、例えば、図３５は、固定子鉄心にコイルを挿入した状態を上面から見た図を示している。図３５は、スロット内部ＳＩで２段（固定子鉄心５の径方向）×２本分（固定子鉄心５の周方向）であった導体線６４が、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２で１段（固定子鉄心５の径方向）×４本分（固定子鉄心５の周方向）に整列されているコイル１１１７−１〜１１１７−３を３個連結したコイル束１１６１が、挿入された状態を示している。図３２と比べると、あらかじめコイル１１１７−１〜１１１７−３が連結されているので、挿入したコイルごとに結線作業をする必要がなくなり、作業工数の削減につながる。
【０２０５】
実施の形態１〜６の中でも説明したが、コイルの巻き始めと巻き終わりの位置は、任意である。ただし、コイルの巻き始めと固定子鉄心の中心とを結んだ線上にコイルの巻き終わりを配置する（固定子鉄心の周方向に対して、巻き始めと巻き終わりの位置を揃えておく）ことで、複数のコイルを結線したり、あらかじめ連結しておくときに、結線作業を楽にしたり、連結線を短くできるといった効果が生まれる。
【０２０６】
特に、側面から見たときに６角形状であるコイルの場合、コイルの巻き始めと固定子鉄心の中心とを結んだ線上にコイルの巻き終わりを配置し、その位置が三角形状になったコイルエンド部の頂点にしておく（固定子鉄心の周方向に対して、巻き始めと巻き終わりの位置をコイルエンド部の頂点で揃えておく）と良い。こうすることで、複数のコイルを結線したり、あらかじめ連結しておくときに、コイルを結線する線が他の相の固定子巻線と干渉しないという効果が生まれる。
【０２０７】
図３４では、スロット内部に挿入される固定子巻線を成すコイル束について説明したが、回転電機の固定子巻線を構成するためには、最終的にはすべてのスロットに挿入されているコイル束を、さらに結線していく必要がある。したがって、コイル束をさらに連結線によってつなげ、各相ごとの固定子巻線に相当する大きなコイル群にしても良い。
【０２０８】
例えば、図３６は、固定子巻線を成すコイル群の構成図である。これは、図３４に示した固定子巻線を成すコイル束を、あらかじめ連結線によってつなげたものである。図３６のコイル群７１は、コイル束７２ａ〜７２ｈが連結線７３によって直列につながれた状態を示している。回転電機の固定子巻線では、各スロットの巻線を全部直列につなげたり、半分ずつに分けて並列につなぐなど、様々なパターンが存在し、図３６では各スロットの巻線を全部直列につないだ場合を示しているが、例えばコイル束７２ａ〜７２ｄとコイル束７２ｅ〜７２ｈをそれぞれ連結線でつないでおき、この２つを並列につなげるようにしておけば、２並列の固定子巻線にすることができる。以上のように、あらかじめコイル束を連結したコイル群を用意しておくことで、結線作業の回数を大幅に減らすことができ、作業工数の削減につながる。
【０２０９】
また、実施の形態１〜６の中では、毎極毎相のスロット数＝２（８極４８スロット）の場合を中心に説明してきた。しかし、極数・スロット数には特に制約がなく、他の組み合わせにおいても本発明を適用することは可能である。
【０２１０】
また、実施の形態１〜６の中で、導体線は丸線として説明を行っている。しかし本発明において、導体線の断面形状に対する制約はないので、丸線以外にも四角線などを使っても良い。なお、四角線はスロット内部で巻線の占積率が上げられる反面、加工性が悪く、逆に丸線は加工性が良い代わりに、スロット内部で巻線の占積率が上げられないという特徴がある。両者の良いところを生かすため、加工性の良い丸線でコイルを作っておき、スロット内部に相当する導体線だけを加圧形成し、断面形状を正方形状にすることで、占積率を上げるという方法もある。
【０２１１】
ただし、スロット内部に相当する導体線の断面形状だけを正方形状にすることによって、スロット内部のコイルの高さが等価的に低くなる。もし、コイルエンド部の導体線の断面形状も正方形状にするのであれば、スロット内部とコイルエンド部でコイルに必要な高さが変わらないので、上記の数式１の条件のままコイルを成形することが可能である。しかし、コイルエンド部の導体線の断面形状を正方形状にしない場合は、スロット内部のコイルの高さだけが等価的に低くなり、スロット内部とコイルエンド部でコイルに必要な高さが違うため、数式１の条件が成立しなくなる。
【０２１２】
スロット内部で固定子鉄心の径方向にｍ段に配置された断面形状を正方形状にした導体線の高さが、丸線の導体線を使ってｍ’段に配置された導体線の高さと同じになるとした場合、ｍとｍ’との関係は次の数式１０で表現される。
【０２１３】
ｍ’  ＝  √（π／４）・ｍ      （ｍは２以上の整数）・・・数式１０
【０２１４】
このように、スロット内部ＳＩで固定子鉄心５の径方向にｍ段に配置された導体線５１が、コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２では固定子鉄心の径方向にｎ段に配置変換され、かつ導体線５１はスロット内部ＳＩとコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２とで角度θ，θ”で折り曲げられ、コイルエンド部で固定子鉄心の径方向の１段目からｎ段目までに配置された導体線が、固定子鉄心の径方向の（ｍ−ｎ＋１）段目からｍ段目までに配置変換され、かつ配置変換する前と後とで角度θ’（＝３６０−（θ＋θ”））で折り曲げられているコイルにおいて、スロット内部に相当する導体線の断面形状だけを正方形状にできる条件は、
・  ｍは２以上の整数
・  ｎは１以上の整数
・  折り曲げ角度θ，θ”が数式２，３を満たす
・  段数ｍ，ｎが、数式１１を満たす
ことである。
ｎ／｛√（π／４）・ｍ｝  ≦  １／２・・・数式１１
これにより、スロット内部ＳＩの導体線の占積率を向上できる。
【０２１５】
以上が、実施の形態１〜６及びこれらの変形例にかかる回転電機１、２００、４００、５００、６００、７００についての説明である。
【０２１６】
実施の形態７．
次に、実施の形態７にかかる回転電機について説明する。なお、実施の形態７にかかる回転電機について説明するために、まず、実施の形態１〜６の回転電機１、２００、４００、５００、６００、及び７００の問題点について説明する。
【０２１７】
実施の形態１〜６及びこれらの変形例にかかる回転電機１、２００、４００、５００、６００、７００のいずれかに相当するものとして、回転電機１２００を想定する。回転電機１２００は、固定子１２０３の固定子鉄心５が有するスロット９に、固定子巻線１２０６を挿入して、形成する。固定子巻線１２０６は、コイル１２１７の複数個により、構成される。コイル１２１７は、以上において説明した実施の形態１〜６及びこれらの変形例にかかるコイル１７、６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、２１７、４１７、５１７、６１７、７１７、８１７、９１７、１０１７、及び１１１７のうち、いずれかである。
【０２１８】
次に、回転電機１２００における、コイルエンド部の高さの低減とコイル１２１７同士の干渉の関係について、説明する。実施の形態１〜６及びこれらの変形例にかかる回転電機１２００は、コイル１２１７のコイルエンド部の高さを低減した場合、コイル１２１７同士の干渉が発生する。
【０２１９】
図３７は、実施の形態７において、固定子鉄心にコイルを挿入した固定子の各相ごとの巻線構成図である。図３７の固定子鉄心５は、説明しやすいように直線形状で図示しており、また途中の部分を一部省略している。なお、図３７においては、コイル１２１７について、実施の形態１のコイル１７と同様のものとして記載している。しかし、コイル１２１７は、コイル６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、２１７、４１７、５１７、６１７、７１７、８１７、９１７、１０１７、及び１１１７であっても良い。
【０２２０】
図３８は、実施の形態１〜６及びこれらの変形例にかかるコイルをスロットに挿入した後において、固定子鉄心の内側からコイルエンド部ＣＥを見た図である。図３８において、コイル１２１７Ｘ、コイル１２１７Ｙ、及びコイル１２１７Ｚは、コイル１２１７である。
【０２２１】
実施の形態１〜６及びこれらの変形例において、図３７に示すコイル１２１７Ｘの部分Ｃは、図３８において、コイル１２１７Ｚの部分Ｄに対し、固定子鉄心５の軸方向の外側に位置する。また、図３７に示すコイル１２１７Ｚの部分Ｅは、図３８において、コイル１２１７Ｘの部分Ｆに対し、固定子鉄心５の軸方向の外側に位置する。また、図３８の場合、各スロット９に挿入されるコイル１２１７Ｘ、コイル１２１７Ｙ、及びコイル１２１７Ｚは、干渉を発生していない。このときのコイルエンド部ＣＥの高さは、高さＧである。
【０２２２】
図３９は、実施の形態１〜６及びこれらの変形例にかかるコイルをスロットに挿入した後において、固定子鉄心の内側からコイルエンド部ＣＥを見た図であり、図３８よりもコイルエンド部ＣＥの高さが低い場合を示す図である。図３９において、コイル１２１７Ｘ、コイル１２１７Ｙ、及びコイル１２１７Ｚは、コイル１２１７である。また、図３９において、コイルエンド部ＣＥの高さＨは、図３８に示す場合のコイルエンドＣＥの高さＧよりも低い。すなわち、図３９は、コイル１２１７Ｘ、コイル１２１７Ｙ、及びコイル１２１７ＺのコイルエンドＣＥの高さについて、図３８よりも低くした場合を示している。
【０２２３】
図３９において、コイル１２１７Ｘとコイル１２１７Ｚとは、部分Ｉと部分Ｊとで干渉が発生している。部分Ｉでは、図３７に示すコイル１２１７Ｘの部分Ｃとコイル１２１７Ｚの部分Ｄとが干渉を発生している。また、部分Ｊでは、図３７に示すコイル１２１７Ｚの部分Ｅとコイル１２１７Ｘの部分Ｆとが干渉を発生している。
【０２２４】
なお、干渉を回避するためには、干渉している部分の導体線を迂回させる必要がある。この場合、コイル１２１７は、干渉している部分だけ巻線が厚くなる。このため、コイルエンド部ＣＥは、固定子鉄心５の径方向に膨らんでしまう。その結果、固定子巻線１２０６は、周長が全体として長くなる。これにより、固定子巻線１２０６の抵抗値が増大して回転電機１の銅損、すなわち回転電機１におけるエネルギー損失が増大する。よって、回転電機１の運転効率が低下してしまう。
【０２２５】
そこで、実施の形態７では、コイルエンド部ＣＥの高さを低減した場合において、コイル同士の干渉を発生させないために、上記の実施の形態１〜６及びこれらの変形例にかかるコイルについて、さらに追加の折り曲げ部を設ける。
【０２２６】
次に、実施の形態７にかかる回転電機１３００について説明する。実施の形態７にかかる回転電機１３００は、上記までにおいて説明した実施の形態１〜６にかかる回転電機１、２００、４００、５００、６００、７００に対し、コイル１３１７の構成が異なる。また、実施の形態７にかかる回転電機１３００は、コイル１３１７以外の構成について、上記の実施の形態１〜６及びこれらの変形例にかかる回転電機１、２００、４００、５００、６００、７００と同様である。
【０２２７】
実施の形態７にかかる回転電機１３００の固定子１３０３は、固定子鉄心５と、固定子巻線１３０６とで構成される。図４０−（ａ）は、実施の形態７にかかる回転電機の固定子巻線を構成するコイルについて示す図である。固定子巻線１３０６は、図４０−（ａ）に示す複数のコイル１３１７により構成されている。コイル１３１７は、図４０−（ａ）に示すように、実施の形態１〜６において説明したコイル１７、６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、２１７、４１７、５１７、６１７、７１７、８１７、９１７、１０１７、及び１１１７のいずれかについて、さらに外側折り曲げ部１３１４ａ及び外側折り曲げ部１３１４ｂを設けたものである。
【０２２８】
図４０−（ｂ）は、実施の形態７にかかるコイルの外側折り曲げ部を拡大した図である。コイル２１は、スロット内部ＳＩから先のコイルエンド部ＣＥ１において、図４０−（ａ）及び図４０−（ｂ）に示すように、外側折り曲げ部１３１４ａを有する。外側折り曲げ部１３１４ａにおいて、コイル１３１７を形成するすべての導体線１３１１は、図４０−（ｂ）に示すとおり、固定子鉄心５の周方向に角度θ１で折り曲げる。
【０２２９】
このとき、コイル１３１７は、外側折り曲げ部１３１４ａにおいて、固定子鉄心５の周方向であって、かつ、コイルエンド部ＣＥ１の頂点１３１３と逆の方向に折り曲げる。また、コイル１３１７を形成するすべての導体線１３１１は、スロット内部ＳＩの幅よりも外側に折り曲げる。このため、角度θ１は、次の数式１２を満たす角度とする。なお、角度θ１は、実施の形態７において、２００°である。
【０２３０】
θ１＞１８０°      ・・・数式１２
【０２３１】
また、コイル１３１７は、外側折り曲げ部１３１４ａから先のコイルエンド部ＣＥ１において、図４０−（ａ）及び図４０−（ｂ）に示すように、配列変更部１３１０ａを有する。コイル１３１７は、実施の形態１〜６の場合と同様に、配列変更部１３１０ａにおいて、巻線配列の変更を行っている。
【０２３２】
このため、コイル１３１７は、コイルエンド部ＣＥ１における径方向の厚さが、スロット内部ＳＩでの径方向の厚さに比べて薄くなる。よって、コイル１３１７は、他相の固定子巻線１３０６のコイル１３１７との間で、巻線位置が径方向において干渉することを防止できる。またこのとき、コイル１３１７は、配列変更部１３１０ａにおいて、図４０−（ｂ）に示すように、角度θ”で折り曲げる。角度θ”は、実施の形態７において、１００°である。
【０２３３】
また、コイル１３１７は、コイルエンド部ＣＥ１の頂点１３１３においても、図４０−（ａ）に示すように、角度θ’で折り曲げる。角度θ’は、実施の形態７において、１２０°である。
【０２３４】
それから、コイル１３１７は、コイルエンド部ＣＥ１の頂点１３１３から先に、配列変更部１３１０ｂを有する。コイル１３１７は、配列変更部１３１０ｂにおいて、実施の形態１〜６の場合と同様に巻線配列の変更を行っている。またこのときにも、コイル１３１７は、配列変更部１３１０ｂにおいて、図４０−（ａ）に示すように、角度θで折り曲げる。角度θは、実施の形態７において、１００°である。
【０２３５】
さらに、コイル１３１７は、コイルエンド部ＣＥ１から再びスロット内部ＳＩに戻る部分において、外側折り曲げ部１３１４ｂを有する。外側折り曲げ部１３１４ｂにおいて、コイル１３１７を形成するすべての導体線１３１１は、固定子鉄心５の周方向に角度θ１で折り曲げる。
【０２３６】
コイル１３１７は、外側折り曲げ部１３１４ｂにおいて、固定子鉄心５の周方向であって、かつ、コイルエンド部ＣＥ１の頂点１３１３と逆の方向に折り曲げる。このとき、コイル１３１７を形成するすべての導体線１３１１は、スロット内部ＳＩの幅よりも外側に折り曲げる。このときの角度θ１も、上記の数式１２を満たす角度とする。なお、角度θ１は、実施の形態７において、２００°である。
【０２３７】
このように構成されているため、コイル１３１７の形状は、実施の形態１〜６及びこれらの変形例にかかる回転電機１、２００、４００、５００、６００、７００のコイル１２１７に対して、折れ曲がり部が多い形状となる。また、説明は省略するが、コイル１３１７は、コイルエンド部ＣＥ２側もコイルエンド部ＣＥ１側と同様に構成されている。このため、コイル１３１７は、全体として十角形形状となっている。
【０２３８】
図４１は、実施の形態７にかかるコイルをスロットに挿入した後において、固定子鉄心の内側からコイルエンド部ＣＥを見た図である。実施の形態７にかかる回転電機１３００は、上記のような構成のコイル１３１７が複数個、固定子鉄心５のスロット９に挿入される。図４１において、コイル１３１７Ｘ、コイル１３１７Ｙ、及びコイル１３１７Ｚは、コイル１３１７である。また、図４１において、実施の形態７にかかるコイル１３１７のコイルエンド部ＣＥ１の高さＫは、図３８に示す場合のコイルエンド部ＣＥの高さＧよりも低い。
【０２３９】
コイル１３１７は、上記のように、外側折り曲げ部１３１４ａ及び外側折り曲げ部１３１４ｂにおいて、固定子鉄心５の周方向であって、かつ、コイルエンド部ＣＥ１の頂点１３１３と逆の方向に折り曲げている。このため、図４１に示すとおり、コイル１３１７のコイルエンド部ＣＥ１の高さＫを、図３８に示す場合のコイルエンド部ＣＥ１の高さＧより低くしても、各スロット９に挿入されているコイル１３１７Ｘ、コイル１３１７Ｙ、及びコイル１３１７Ｚが、互いに干渉することがない。
【０２４０】
以上説明したとおり、実施の形態７にかかるコイル１３１７は、外側折り曲げ部１３１４ａ及び外側折り曲げ部１３１４ｂにおいて、固定子鉄心５の周方向であって、かつ、コイルエンド部ＣＥ１の頂点１３１３と逆の方向に折り曲げる。外側折り曲げ部１３１４ａにおける折り曲げ方向は、配列変更部１３１０ａにおける角度θ”の折り曲げ方向に対しても、逆の方向である。また、外側折り曲げ部１３１４ｂにおける折り曲げ方向は、配列変更部１３１０ｂにおける角度θの折り曲げ方向に対しても、逆の方向である。
【０２４１】
このとき、外側折り曲げ部１３１４ａ及び外側折り曲げ部１３１４ｂにおいて、コイル１３１７を形成するすべての導体線１３１１は、スロット内部ＳＩの幅よりも外側に折り曲げる。また、コイルエンド部ＣＥ２の形状も、コイルエンド部ＣＥ１の形状と同様に形成する。つまり、コイル１３１７は、コイルエンド部ＣＥ１及びコイルエンド部ＣＥ２がスロット内部ＳＩよりも外側に広がった、全体として十角形形状となっている。このような構成とすることで、実施の形態７にかかる回転電機１３００の固定子巻線１３０６は、他相の巻線と干渉する部分が発生することを防ぐことができる。これにより、固定子巻線１３０６全体の周長を短くできるため、固定子巻線１３０６の抵抗値が減少し、回転電機１３００の損失を低減できる。よって、回転電機１３００の運転効率を向上させることができる。
【０２４２】
また、コイル１３１７は、折れ曲がりの各箇所において、コイル１３１７を形成するすべての導体線１３１１が同じ角度で曲げられている。このため、実施の形態７にかかる回転電機１３００の固定子巻線１３０６は、コイルエンド部ＣＥ１及びコイルエンド部ＣＥ２に余計な隙間が生じることがない。また、実施の形態７にかかる回転電機１３００の固定子巻線１３０６は、コイル１３１７の長さ及び角度が、明確に指定される。このため、コイル１３１７の寸法精度を向上させることができ、隣接する他相の固定子巻線１３０６のコイル１３１７との干渉を、より確実に防ぐことができる。
【０２４３】
実施の形態８．
実施の形態８にかかる回転電機１４００の固定子１４０３について説明する。実施の形態８にかかる回転電機１４００は、実施の形態７にかかる回転電機１３００に対し、コイル１４１７の構成が異なる。また、実施の形態８にかかる回転電機１４００は、コイル１４１７以外の構成については実施の形態７にかかる回転電機１３００と同様である。このため、コイル１４１７の構成についてのみ説明し、コイル１４１７以外の構成についての説明は省略する。
【０２４４】
図４２−（ａ）は、実施の形態８にかかる回転電機の固定子巻線を構成するコイルについて示す図である。コイル１４１７は、図４２−（ａ）に示すように、実施の形態７にかかるコイル１３１７について、さらに内側折り曲げ部１４１５ａ及び内側折り曲げ部１４１５ｂを設けたものである。
【０２４５】
図４２−（ｂ）は、実施の形態８にかかるコイルの外側折り曲げ部を拡大した図である。コイル１４１７は、スロット内部ＳＩから先のコイルエンド部ＣＥ１において、図４２−（ａ）及び図４２−（ｂ）に示すように、外側折り曲げ部１４１４ａを有する。外側折り曲げ部１４１４ａにおいて、コイル１４１７を形成するすべての導体線１４１１は、図４２−（ｂ）に示すとおり、固定子鉄心５の周方向に角度θ１で折り曲げる。
【０２４６】
このとき、コイル１４１７は、外側折り曲げ部１４１４ａにおいて、固定子鉄心５の周方向であって、かつ、コイルエンド部ＣＥ１の頂点１４１３と逆の方向に折り曲げる。また、コイル１４１７を形成するすべての導体線１４１１は、スロット内部ＳＩの幅よりも外側に折り曲げる。このときの角度θ１は、上記の数式１２を満たす角度とする。なお、角度θ１は、実施の形態８において、２０５°である。
【０２４７】
また、コイル１４１７は、外側折り曲げ部１４１４ａから先のコイルエンド部ＣＥ１において、図４２−（ａ）及び図４２−（ｂ）に示すように、実施の形態７の配列変更部１３１０ａと同様の配列変更部１４１０ａを有する。コイル１４１７は、配列変更部１４１０ａにおいて、巻線配列の変更を行っている。
【０２４８】
このため、コイル１４１７は、コイルエンド部ＣＥ１における径方向の厚さが、スロット内部ＳＩでの径方向の厚さに比べて薄くなる。よって、コイル１４１７は、他相の固定子巻線１４０６のコイル１４１７との間で、巻線位置が径方向において重複することを防止できる。またこのとき、コイル１４１７は、配列変更部１４１０ａにおいて、図４２−（ｂ）に示すように、角度θ”で折り曲げる。角度θ”は、実施の形態８において、１１０°である。
【０２４９】
図４２−（ｃ）は、実施の形態８にかかるコイルの内側折り曲げ部を拡大した図である。実施の形態８において、コイル１４１７は、配列変更部１４１０ａとコイルエンド部ＣＥ１の頂点１４１３との間に、図４２−（ｃ）に示す内側折り曲げ部１４１５ａを設ける。内側折り曲げ部１４１５ａにおいて、コイル１４１７を形成するすべての導体線１４１１は、図４２−（ｃ）に示すとおり、固定子鉄心５の周方向に角度θ２で折り曲げる。
【０２５０】
また、このときの角度θ２は、次の数式１３を満たす角度とする。なお、角度θ２は、実施の形態８において、１６０°である。
【０２５１】
θ２＜１８０°      ・・・数式１３
【０２５２】
また、コイル１４１７は、コイルエンド部ＣＥ１の頂点１４１３においても、図４２−（ａ）に示すように、角度θ’で折り曲げる。角度θ’は、実施の形態８において、１３０°である。
【０２５３】
実施の形態８において、コイル１４１７は、コイルエンド部ＣＥ１の頂点１４１３と配列変更部１４１０ｂとの間にも、内側折り曲げ部１４１５ｂを設ける。内側折り曲げ部１４１５ｂにおいて、コイル１４１７を形成するすべての導体線１４１１は、固定子鉄心５の周方向に角度θ２で折り曲げる。このときの角度θ２も、上記の数式１３を満たす角度とする。なお、角度θ２は、実施の形態８において、１６０°である。
【０２５４】
それから、コイル１４１７は、配列変更部１４１０ｂにおいて、実施の形態７の場合と同様に、巻線配列の変更を行っている。またこのときにも、コイル１４１７は、配列変更部１４１０ｂにおいて、図４２−（ａ）に示すように、角度θで折り曲げる。角度θは、実施の形態８において、１１０°である。
【０２５５】
さらに、コイル１４１７は、コイルエンド部ＣＥ１から再びスロット内部ＳＩに戻る部分において、外側折り曲げ部１４１４ｂを有する。外側折り曲げ部１４１４ｂにおいて、コイル１４１７を形成するすべての導体線１４１１は、固定子鉄心５の周方向に角度θ１で折り曲げる。このときの角度θ１も、上記の数式１２を満たす角度とする。なお、角度θ１は、実施の形態８において、２０５°である。
【０２５６】
このように構成されているため、コイル１４１７の形状は、実施の形態７にかかる回転電機１３００のコイル１３１７よりもさらに折れ曲がり部が多い形状となる。また、説明は省略するが、コイル１４１７は、コイルエンド部ＣＥ２側もコイルエンド部ＣＥ１側と同様に構成されている。このため、コイル１４１７は、全体として十四角形形状となっている。
【０２５７】
図４３は、実施の形態８にかかるコイルをスロットに挿入した後において、固定子鉄心の内側からコイルエンド部ＣＥを見た図である。実施の形態８にかかる回転電機１４００は、上記のような構成のコイル１４１７が複数個、固定子鉄心５のスロット９に挿入される。図４３において、コイル１４１７Ｘ、コイル１４１７Ｙ、及びコイル１４１７Ｚは、コイル１４１７である。また、図４３において、実施の形態８にかかるコイル１４１７のコイルエンド部ＣＥ１の高さＬは、図３８に示す場合のコイルエンド部ＣＥ１の高さＧよりも低い。また、実施の形態８にかかるコイル１４１７のコイルエンド部ＣＥ１の高さＬは、図４１に示す実施の形態７にかかるコイル１３１７のコイルエンド部ＣＥ１の高さＫよりも低い。
【０２５８】
コイル１４１７は、上記のように、外側折り曲げ部１４１４ａ及び外側折り曲げ部１４１４ｂにおいて、固定子鉄心５の周方向であって、かつ、コイルエンド部ＣＥ１の頂点１４１３と逆の方向に折り曲げている。また、コイル１４１７は、コイルエンド部ＣＥ１において、さらに内側折り曲げ部１４１５ａ及び内側折り曲げ部１４１５ｂを追加している。このため、図４３に示すとおり、コイル１４１７のコイルエンド部ＣＥ１の高さＬを、図３８に示す場合のコイルエンド部ＣＥ１の高さＧより低くしても、各スロット９に挿入されているコイル１４１７Ｘ、コイル１４１７Ｙ、及びコイル１４１７Ｚが、互いに干渉することがない。また、コイル１４１７のコイルエンド部ＣＥ１の高さＬを、実施の形態７にかかるコイル１３１７のコイルエンド部ＣＥ１の高さＫより低くしても、各スロット９に挿入されているコイル１４１７Ｘ、コイル１４１７Ｙ、及びコイル１４１７Ｚが、互いに干渉することがない。
【０２５９】
以上説明したとおり、実施の形態８にかかるコイル１４１７は、外側折り曲げ部１４１４ａ及び外側折り曲げ部１４１４ｂにおいて、固定子鉄心５の周方向であって、かつ、コイルエンド部ＣＥ１の頂点１４１３と逆の方向に折り曲げる。外側折り曲げ部１４１４ａにおける折り曲げ方向は、配列変更部１４１０ａにおける角度θ”の折り曲げ方向に対しても、逆の方向である。また、外側折り曲げ部１４１４ｂにおける折り曲げ方向は、配列変更部１４１０ｂにおける角度θの折り曲げ方向に対しても、逆の方向である。
【０２６０】
このとき、外側折り曲げ部１４１４ａ及び外側折り曲げ部１４１４ｂにおいて、コイル１４１７を形成するすべての導体線１４１１は、スロット内部ＳＩの幅よりも外側に折り曲げる。また、実施の形態８にかかるコイル１４１７は、コイルエンド部ＣＥ１において、追加の折り曲げ部である内側折り曲げ部１４１５ａ及び内側折り曲げ部１４１５ｂを設ける。コイルエンド部ＣＥ２の形状も、コイルエンド部ＣＥ１の形状と同様に形成する。つまり、コイル１４１７は、コイルエンド部ＣＥ１及びコイルエンド部ＣＥ２がスロット内部ＳＩよりも外側に広がった、全体として十四角形形状となっている。このような構成とすることで、実施の形態８にかかる回転電機１４００の固定子巻線１４０６は、他相の巻線と干渉する部分が発生することを防ぐことができる。また、実施の形態８にかかる回転電機１４００の固定子巻線１４０６は、コイルエンド部ＣＥ１における折り曲げ部を追加したため、コイルエンドＣＥ１の高さを、実施の形態７よりもさらに低減できる。これにより、固定子巻線１４０６全体の周長を短くできるため、固定子巻線１４０６の抵抗値が減少し、回転電機１４００の損失を低減できる。よって、回転電機１４００の運転効率を向上させることができる。
【０２６１】
また、コイル１４１７は、折れ曲がりの各箇所において、コイル１４１７を形成するすべての導体線１４１１が同じ角度で曲げられている。このため、実施の形態８にかかる回転電機１４００の固定子巻線１４０６は、コイルエンド部ＣＥ１及びコイルエンド部ＣＥ２に余計な隙間が生じることがない。また、実施の形態８にかかる回転電機１４００の固定子巻線１４０６は、コイル１４１７の長さ及び角度が、明確に指定される。このため、コイル１４１７の寸法精度を向上させることができ、隣接する他相の固定子巻線１４０６のコイル１４１７との干渉を、より確実に防ぐことができる。
【０２６２】
なお、実施の形態８において、コイル１４１７は、内側折り曲げ部１４１５ａ及び内側折り曲げ部１４１５ｂを設け、全体として十四角形形状としたが、これに限られるものではない。例えば、コイルエンド部ＣＥ１において、角度θ３（θ３＜１８０°）を有する新たな折り曲げ部分を追加して、多角形の辺の数をさらに増やしてもよい。このようにすることで、コイルエンド部ＣＥ１の高さをさらに低減することができる。
【０２６３】
なお、実施の形態７においては、コイル１３１７の形状を十角形形状とし、実施の形態８においては、コイル１４１７の形状を十四角形形状とすることを説明したが、これらに限られるものではない。コイル１３１７またはコイル１４１７の形状は、スロット内部ＳＩからコイルエンド部ＣＥ１に出た先で、すべての導体線１３１１または導体線１４１１をスロット内部ＳＩの幅よりも外側に折り曲げ、さらに追加で折り曲げ部分を増やすような形状とすれば、他の多角形形状であっても良い。
【０２６４】
また、コイルエンド部ＣＥ１において、折り曲げ部分を増やして多角形形状にするのではなく、曲線形状にすることにより、コイルエンド部ＣＥ１の高さを低減しても良い。つまり、コイル１３１７またはコイル１４１７は、スロット内部ＳＩの幅より外側に折り曲げた後、曲線形状に形成しても良い。これにより、コイルエンド部ＣＥ１の形状を、全体として扇型のように形成しても良い。
【０２６５】
また、各スロット９に挿入されるコイル１３１７またはコイル１４１７をすべて同一の形状にした場合、スロット内部ＳＩの幅より外側に折り曲げて広げられる量には、上限が存在する。すなわち、隣り合うコイル同士の干渉を発生させないためには、外側に広げられる量は、スロット９間の距離の半分以下にする必要がある。
【０２６６】
しかし、実施の形態７または実施の形態８において、各スロット９に挿入されるコイル１３１７またはコイル１４１７の形状は、すべて同一の形状にしなくても良い。この場合、導体線１３１１または導体線１４１１を外側に折り曲げる部分を、隣り合うコイル同士でコイルエンドＣＥ１の高さ方向にずらすなどの工夫を行うことができる。これにより、実施の形態７にかかる回転電機１３００の固定子巻線１３０６及び実施の形態８にかかる回転電機１４００の固定子巻線１４０６は、外側に広げられる量を、スロット９間の距離の半分よりも多くすることができる。
【０２６７】
実施の形態７または実施の形態８において、コイルエンド部ＣＥ２の構成は、コイルエンド部ＣＥ１の構成と同様である。このため、上記までにおいてコイルエンド部ＣＥ１について説明したことは、コイルエンド部ＣＥ２に対しても同様である。
【０２６８】
これまで、コイル１３１７またはコイル１４１７を形成するすべての導体線１３１１または導体線１４１１は、スロット内部ＳＩの幅よりも外側に折り曲げることとして説明した。しかし、実施の形態７にかかる回転電機１３００の固定子巻線１３０６及び実施の形態８にかかる回転電機１４００の固定子巻線１４０６は、これに限るものではない。実施の形態７または実施の形態８において、コイル１３１７またはコイル１４１７の最内周に位置する導体線１３１１または導体線１４１１だけは、必ずしも外側に折り曲げなくても良い。
【０２６９】
なお、実施の形態７及び実施の形態８において、極数・スロット数は、特に制約がなく、種々の組み合わせにおいて実施の形態７及び実施の形態８にかかる効果を奏することができる。
【０２７０】
また、これまで述べてきたすべての事例において、スロット内部とコイルエンド部とで導体線の配列を変更するようなコイルをあらかじめ作っておき、それらをスロット内部に挿入するような手順で説明を行っている。しかし、固定子鉄心に導体線を巻回しながら、スロット内部とコイルエンド部とで固定子巻線の配列が変更するようなコイルを形成し、固定子巻線を完成させる手順でも良い。
【０２７１】
なお、以上において、固定子鉄心５の周方向とは、コアバック７の周方向と同じである。固定子鉄心５の径方向とは、コアバック７の径方向と同じである。
【０２７２】
なお、本明細書では回転電機として説明を行ったため、固定子鉄心は丸形状としてきたが、直線形状の固定子鉄心にも本発明を適用することができる。したがって回転電機だけでなく、リニアモータなどの直動機にも、適用することが可能である。
【符号の説明】
【０２７３】
１，２００，４００，５００，６００，７００，１２００，１３００，１４００  回転電機、２  回転子、２ａ  回転子鉄心、２ｂ  永久磁石、３，２０３，４０３，５０３，６０３，７０３，１２０３，１３０３，１４０３  固定子、５  固定子鉄心、６，２０６，４０６，５０６，６０６，７０６，１２０６，１３０６，１４０６  固定子巻線、７  コアバック、８  ティース、９  スロット、１１，２１，３１，４１，８１，９１，１３１１，１４１１  導体線、１３１４ａ，１３１４ｂ，１４１４ａ，１４１４ｂ  外側折り曲げ部、１４１５ａ，１４１５ｂ  内側折り曲げ部、１７，６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，２１７，４１７，５１７，６１７，７１７，８１７，９１７，１０１７，１１１７，１２１７，１２１７Ｘ，１２１７Ｙ，１２１７Ｚ，１３１７，１３１７Ｘ，１３１７Ｙ，１３１７Ｚ，１４１７，１４１７Ｘ，１４１７Ｙ，１４１７Ｚ，２０１７，２０１７Ｘ，２０１７Ｙ，２０１７Ｚ  コイル
【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】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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