(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、
前記固定子の内周側に隙間を介して回転可能に支持された回転子を備え、
前記固定子が、内周面に向かって開口された複数のスロットを有する環状の固定子鉄心と、断面が略矩角形状の導線であって前記スロットに挿入された複数のコイル部と前記コイル部同士を繋ぐ渡り部とを構成する固定子巻線とを有する回転電機において、
前記コイル部の全体は略亀甲形状に巻き回され、
前記コイル部は２ヶ所で、前記固定子鉄心の異なるスロットにそれぞれ挿入され、うち１ヶ所が他ヶ所よりも前記固定子鉄心の外周側に設置され、
前記コイル部のコイルエンドは、前記固定子鉄心の片側または両側で、前記導線が前記回転の軸方向に異なる高さを有して巻き回されて略２階に形成された部位を有し、
前記略２階に形成された部位は、前記回転の軸方向に整列され、
前記略２階に形成された部位は、前記略２階のうちの略１階部と略２階部とにおいて、それぞれ前記導線が複数回巻き回された重なり部を有し、
前記重なり部は、口出し線側または口出し線側と反対側の前記コイルエンドで前記導線が奇数本重なり、前記略１階部において外周側になる前記導線が多くなるように形成されたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１において、
前記コイル部の最高部は略Ｚ形に曲げられたことを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項１において、
前記固定子巻線を複数本備え、
各々の固定子巻線が異なる電気角を成して固定子鉄心に設置されたことを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項３において、
前記回転子の回転により前記固定子巻線に発生した電圧を整流する整流手段を備えたことを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項３において、
印加された電圧を前記固定子巻線に分配する分配手段を備えたことを特徴とする回転電機。
【請求項６】
固定子と、前記固定子の内周側に隙間を介して回転可能に支持された回転子を備えた回転電機の生産方法において、
断面が略矩角形状の導線を曲げて、一部に高さが異なる部分を有するコイル部を複数形成し、
前記コイル部の全体は略亀甲形状に巻き回されており、
前記コイル部のコイルエンドは、前記固定子鉄心の片側または両側で、前記導線が前記回転の軸方向に異なる高さを有して巻き回されて略２階に形成された部位を有し、
前記略２階に形成された部位は、前記回転の軸方向に整列されており、
前記略２階に形成された部位は、前記略２階のうちの略１階部と略２階部とにおいて、それぞれ前記導線が複数回巻き回された重なり部を有しており、
前記重なり部は、口出し線側または口出し線側と反対側の前記コイルエンドで前記導線が奇数本重なり、前記略１階部において外周側になる前記導線が多くなるように形成されており、
前記回転子を構成し内周側に開口を有する複数のスロットが形成された環状の固定子鉄心の第１のスロットの外周側に、前記コイル部の他の部分を挿入し、
前記固定子鉄心の第２のスロットの内周側に、前記コイル部の他の部分を挿入し固定したことを特徴とする回転電機の生産方法。
【請求項７】
請求項６において、
断面が略矩角形状の第２の導線を曲げて、一部に高さが異なる部分を有する第２のコイル部を形成し、
前記第２のスロットの外周側に、前記第２のコイル部の他の部分が挿入され、
その後に、前記第２のスロットの内周側に、前記コイル部の他の部分を挿入し固定したことを特徴とする回転電機の生産方法。
【請求項８】
請求項７において、
複数本の前記導線をそれぞれ、曲げて、一部に高さが異なる部分を有するコイル部を複数形成し、
これらの導線を前記固定子鉄心に固定した後に、これらの導線の端同士を電気的に接続したことを特徴とする回転電機の生産方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機やモータ等の回転電機及びその生産方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境規制により自動車の省エネルギー化が進み、車両用回転電機では、高出力かつ高効率の回転電機を安価で提供することが求められており、特に大きな効果がある固定子による改善案が提案されている。
【０００３】
固定子の巻線形態に、高出力化を達成する手段として、矩形断面のコイルを使用して、固定子のスロット内のコイル占有面積を高占積率化する方法がある。
【０００４】
特許文献１には、矩形断面を有する導体でコイル占積を向上させ、かつ巻線コイルのコイルエンド部に捻りを伴わずに曲げのみでクランク形状に成形したコイルエンドを持つ、重ね巻きした固定子巻線を有する回転電機固定子が提案されている。また、特許文献２では平角線を略Ｕ字形状に成形したセグメントコイルを固定子鉄心軸方向から挿入し、端部を所定の角度で周方向に捻り、端部を所定のコイルと溶接にて接合した構造の固定子を有する回転電機が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１０４２９３号公報
【特許文献２】特開２００８−１６７５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
コイルの高占積率化に関しては、占有率向上させていった場合、特許文献１の方法では固定子鉄心の径とスロット長との関係で、コイルエンド部で重なったコイルの厚みが大きくなり他コイルを装着するための隙間が無くなり、また干渉してしまうことでスロットにコイルが収まらなくなるため、コイル同士の隙間を確保し干渉を回避するコイルエンド形状が課題となる。
【０００７】
また、特許文献２では、セグメントコイルの一端側の多数箇所を溶接しなければならないため、生産性及び溶接部の絶縁性などの品質面での懸念点があり、特に高電圧の回転電機で問題となる。
【０００８】
本発明の目的は、コイルを高占積率化し、高出力かつ高効率の回転電機を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、特許請求の範囲に記載の発明により達成される。例えば、上記目的は、固定子と、前記固定子の内周側に隙間を介して回転可能に支持された回転子を備え、前記固定子が、内周面に向かって開口された複数のスロットを有する環状の固定子鉄心と、断面が略矩角形状の導線であって前記スロットに挿入された複数のコイル部と前記コイル部同士を繋ぐ渡り部とを構成する固定子巻線とを有する回転電機において、前記コイル部の全体は略亀甲形状に巻き回され、前記コイル部は２ヶ所で、前記固定子鉄心の異なるスロットにそれぞれ挿入され、うち１ヶ所が他ヶ所よりも前記固定子鉄心の外周側に設置され、前記コイル部のコイルエンドは、前記固定子鉄心の片側または両側で、前記導線が前記回転の軸方向に異なる高さを有して巻き回されて略２階に形成された部位を有し、前記略２階に形成された部位は、前記回転の軸方向に整列され、前記略２階に形成された部位は、前記略２階のうちの略１階部と略２階部とにおいて、それぞれ前記導線が複数回巻き回された重なり部を有し、前記重なり部は、口出し線側または口出し線側と反対側の前記コイルエンドで前記導線が奇数本重なり、前記略１階部において外周側になる前記導線が多くなるように形成されたことより達成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、コイルを高占積率化し、高出力かつ高効率の回転電機を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施例による回転電機の全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施例による固定子のフロント側からの斜視図である。
【図３】本発明の第１実施例による回路図である。
【図４】本発明の第１実施例によるＵ１相Ａコイルの固定子巻線の斜視図である。
【図５】本発明の第１実施例による環状コイルの斜視図である。
【図６】図５の環状コイルの断面図である。
【図７】図５の環状コイルを断面と従来例の断面を比較した図である。
【図８】図５の環状コイルをフロント側から見た図である。
【図９】図５の環状コイルをリヤ側から見た図である。
【図１０】図５の環状コイルのスロット内に入る部分の断面図である。
【図１１】本発明の第１実施例による環状コイルの巻線方法を示した図である。
【図１２】本発明の第１実施例による固定子鉄心内の巻線配置図である。
【図１３】本発明の第１実施例による固定子の軸方向から見た図である。
【図１４】本発明の第３実施例による環状コイルの斜視図である。
【図１５】本発明の第３実施例による固定子鉄心内の巻線配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
〔第１実施例〕
以下、図１〜図９を用いて、本発明の第１の実施形態による回転電機の構成について説明する。
【００１３】
最初に、図１を用いて、実施例として回転電機の全体構成について説明する。ここでは、回転電機として、車両用交流発電機を例にして説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施形態による回転電機の全体構成を示す断面図である。車両用交流発電機２３は、回転子４と、固定子５とを備えている。回転子４は、シャフト２の中心部に界磁巻線１３を備え、その両側に磁性材料にて成形されたフロント側爪形磁極１１とリヤ側爪形磁極１２からなる回転子鉄心が界磁巻線１３を覆うように両側から挟むように配置される。フロント側爪形磁極１１とリヤ側爪形磁極１２とは、爪部が互いに対向し、かつ、一方の爪形磁極が他方の爪形磁極に噛み合うように配置される。
【００１５】
回転子４は、固定子５の内周側に、僅かなギャップを介して対向配置されている。回転子４は、フロントベアリング３及びリヤベアリング１０の内輪にシャフト２が挿通され、回転自在に支持されている。固定子５は、固定子鉄心６と固定子巻線７から構成される。固定子鉄心６は、環状に形成された薄板鋼板が複数枚積層され、内周側には突出した歯部（ティース）とからなり、各歯部の間にスロットが形成されている。各々のスロットに各相の固定子巻線７が複数のティースをまたいで夫々のスロットに挿入され、装着される。固定子５の両端は、フロントブラケット１８とリヤブラケット１９によって保持されている。
【００１６】
シャフト２の一方の端部には、プーリ１が取り付けられている。シャフト２の他方の端部には、スリップリング１４が設けられ、ブラシ１５と接触し界磁巻線１３に電力を供給している。更に、回転子４のフロント側爪形磁極１１とリヤ側爪磁極１２の両端面には、外周側に複数の羽根を有する冷却ファンであるフロントファン１６とリヤファン１７が設けられ、回転することによる遠心力によって、外部からの空気を導入し、内部を冷却した空気を外部に排出するように、空気を流通させるようになっている。
【００１７】
固定子巻線７は、本例では３相巻線で構成されており、それぞれの巻線の口出し線は、整流回路２０に接続されている。整流回路２０は、ダイオード等の整流素子から構成され、全波整流回路を構成している。例えばダイオードの場合、カソード端子はダイオード接続端子２１に接続されている。また、アノード側の端子は車両用交流発電機本体に電気的に接続されている。リヤカバー２２は整流回路２０の保護カバーの役割を果たしている。
【００１８】
次に、発電動作について説明する。まず、エンジンの始動に伴ってクランクシャフトからベルトを介してプーリ１に回転が伝達されるため、シャフト２を介して回転子４を回転させる。ここで、回転子４に設けられた界磁巻線１３にスリップリング１４を介してブラシ１５から直流電流を供給すると界磁巻線１３の内外周を周回する磁束が生じるため、回転子４におけるフロント側爪形磁極１１とリヤ側爪形磁極１２にＮ極、又は、Ｓ極が周方向に交互に形成される。この界磁巻線１３による磁束は、フロント側爪形磁極１１のＮ極から固定子鉄心６をとおって固定子巻線７の周りを周回し、回転子４のリヤ側爪形磁極１２のＳ極に到達することで回転子４と固定子５を周回する磁気回路が形成される。このように回転子にて生じた磁束が固定子巻線７と鎖交するため、Ｕ１相、Ｕ２相、Ｖ１相、Ｖ２Ｗ相、Ｗ１相、Ｗ２相の固定子巻線７のそれぞれに交流誘起電圧が発生し、全体としては６相分の交流誘起電圧が生じる。
【００１９】
このように発電された交流電圧は、ダイオード等の整流素子で構成された整流回路２０によって、全波整流されて直流電圧に変換される。整流された直流電圧は一定電圧になるようにＩＣレギュレータ（図示せず）で界磁巻線１３に供給する電流を制御することで達成している。
【００２０】
次に、図２〜図９を用いて、第１実施例の構成について説明する。図２は固定子のフロント側からの斜視図である。図３は回路図である。図４はＵ１相Ａコイルの固定子巻線の斜視図である。図５は環状コイルの斜視図である。図６は図５の環状コイルをＰ側から見た図である。図７は、図５の環状コイルをＦ側から見た図である。図８は固定子鉄心内の巻線配置図である。図９は固定子のフロント側の軸方向から見た図である。
【００２１】
図２に示すように、固定子５は、内周面の周方向に複数のスロットを有する環状の固定子鉄心６と、その各々のスロットの内周面に装着されたＵ字状の絶縁紙８を介して、各相の固定子巻線７を装着し、固定子巻線７をスロット内に保持するためスロット最内周側にスロット楔９を有する。この例では、スロット数は７２である。固定子鉄心６のスロットから軸方向にはみ出た部分は、２つのスロット間を口出し線側のコイルエンド７２−ａ、口出し線側と反対側のコイルエンド７２−ｂである。また、図示のように、２４本の口出し線７１が取り出され、図３に示す結線図に示すように結線され、整流器２０に接続される。
【００２２】
図３に示すように本実施例での構成は、固定子巻線は三角形状に結線されたデルタ結線の構成で、Ａコイル及びＢコイルと２種類のコイルを並列に結線し構成されているが、Ａコイル及びＢコイルを直列接続及びスター結線（Ｙ結線）で構成しても回転電機として成立する。
【００２３】
図４に示すように、Ｕ１相の固定子巻線７は、環状に巻き回され成形された環状コイル７６を渡り線７３で複数連結した形態で構成され、本例である毎極毎相のスロット数を１２極６相分の巻線の場合７２スロットであり、環状コイル７６の数は６で各コイル間は渡り線７３で接続され、連続的に形成されたコイルが全１２本で構成される。本例における環状コイル７６の巻数は、５Ｔである。
【００２４】
図４に示すように、Ｕ１相の固定子巻線７Ｕ１は、７Ｕ１−Ａ巻線と７Ｕ１−Ｂ巻線で構成されている。７Ｕ１−Ａ巻線は渡り線７３が口出し線７１側に配置される構成で７Ｕ１−Ｂ巻線も同様に渡り線７３が口出し線７１側に配置される構成の固定子巻線であり、渡り線の配置を口出し線側に集約する。
【００２５】
図５に環状コイル７６の形態を示す。環状コイル７６は、略六角形であり、口出し線７１、固定子鉄心の軸方向に飛び出したコイルエンド部７４、固定子鉄心のスロット部に装着されるコイルスロット部７５、環状コイル間を繋ぐ渡り線７３により構成され、コイルエンド部７２には、コイルエンド頂点部で捻りのないＺ型形状に成形されたコイルターン部がある。
【００２６】
図５に示すように環状コイル７６の巻順は、口出し線７１から固定子鉄心のスロット部に入る環状コイルスロット部７５−ａに入り、口出し線と反対側のコイルエンド７２−ｂに移る。コイルエンド部の頂点は、本例ではまずｈ１、ｈ２の２段のうちｈ２の頂点Ｚ型状部からスロット部に入る７５−ｂに入る。
【００２７】
その後、７２−ｂと同様に口出し線側のコイルエンド７２−ａを形成し最初のスロット部７５−ａに入り、略亀甲形状（略六角形状）を一周し、環状コイル７６の１Ｔ（ターン）となる。このような巻線作業を所定の巻数分を繰り返すことで、回転電機の特性に必要とする所定の巻数分を巻き回している。コイルエンド部でのコイルの分割は、本例では２階層としているため、総重なり本数を１／２に分割するが、口出し線側もしくは口出し線と反対側で奇数本の重なりとなる場合は、外周側になるコイルを多くなるように巻く。この場合、内周側のコイルは外周側コイルの形状に合わせるように変形させることになるので変形量が大きくなるため、生産性の面から変形量の大きい内周側の巻き重ね数を少なくしておくことが望ましい。
【００２８】
図６は、環状コイル７６の断面図である。環状コイル７６を形成する導線は断面が略矩形形状の金属線である。本例では５Ｔのため、口出し線側のコイルエンド７２−ａで巻き重ねられているコイルは４本導線であり、コイルはｈ２の頂点高さの上段に１〜２Ｔまでの２本、ｈ１の頂点高さの下段に３〜４Ｔの２本に分割される。それに対し、口出し線と反対側のコイルエンド７２−ｂで巻き重ねられるコイルは５本導線になり、また、本例においては、外周側になるコイルをｈ１の頂点高さを持つ下段コイルとしていることから、ｈ２の頂点高さの上段で１〜２Ｔまでの２本、ｈ１の頂点高さの下段で３〜５Ｔまでの３本導線に分割される。分割したコイルエンド部の重なり厚みは、外周側に配置されているｈ１の高さで巻き回されたコイルの重なり厚み７７−ａ及び７７−ｂの内側で軸方向に整列されている。例えば巻数を６Ｔとした場合は、口出し線側のコイルエンドでの巻き重ねられるコイル導線が５本となるため、内周側になるコイル高さｈ２で２本、外周側になるコイルの高さｈ１で３本で分割し、口出し線と反対側のコイルエンドでは巻き重ねられるコイルが６本導線になるため、各３本導線ずつに分割される。この場合のｈ１、ｈ２のコイル同士の隙間は、軸方向に整列できるよう確保するが、コイルエンド高さを低く抑えるために１mm程度が望ましい。
【００２９】
尚、環状コイルの回転軸方向に異なる高さ（ｈ１、ｈ２）を有する部分は、本実施例では固定子磁極の両側に設けてあるが、片側のみに設けても良い。
【００３０】
図７は、本実施例の階層状に分割した場合のコイルエンドの重なり厚みと、従来例におけるコイルエンドの重なり厚みの比較を記した図である。本実施例のコイルエンドの重なり厚みは、従来例に比べ１／２もしくは３／５に小さくなっている。
【００３１】
図８は、図５の環状コイル７６の口出し線側のコイルエンド７２−ａ部を軸方向上側から示した図である。コイルエンド部のＺ形状部７４−ａで、上段のコイルは下段のコイルの重なり幅内側と外側の中７７−ａでコイルが階層状に整列している形状である。
【００３２】
図９は、図５の環状コイル７６の口出し線と反対側のコイルエンド７２−ｂを軸方向上側から示した図である。コイルエンド部のＺ形状部７４−ｂで、上段のコイルは下段のコイルの重なり幅内側と外側の中７７−ｂでコイルが階層状に整列している形状である。
【００３３】
図１０は、図５の環状コイル７６のスロット部に入る７５−ａ及び７５−ｂの断面を軸方向から見た図であり、スロット内では矩形断面を持つコイルが所定の巻数分コイル幅広面が径方向に重なり整列されている。本例では５Ｔのため、外径側、内径側５本ずつである。
【００３４】
図１１は、本実施例における環状コイルの巻き順と巻線方法の一例である。図１１−（１）は、コイルを巻き付けるためのジグである。コイルエンド部は階層状にコイルを巻き回すため、ｈ１及びｈ２の頂点高さを持ち、ｈ２を先に巻き付ける形状である。図１１−（２）は、巻始めから矢印方向にｈ２の頂点に沿って２Ｔまでを巻き付けた状態を示す図である。図１１−（３）は、３Ｔ以降をｈ１の頂点に沿って巻き付けた図であり、本例では巻数を５Ｔとしている。図１１−（４）は、５Ｔ巻き終えた成形前の環状コイル７９をジグから矢印方向にはずした図である。図１１−（５）は、本実施例における環状コイルの成形方法を示した図である。成形前環状コイルのコイルエンド部７９−ａを図に示す点線位置でｈ１とｈ２のコイルを別々に押さえながらθの角度に環状コイル全体を曲げることで、環状コイル７６の形状に成型する。この際にｈ１とｈ２を別々に押え、ｈ２をｈ１上部まで押込むことで、階層状のコイルエンドが整列する。
【００３５】
図１２に固定子鉄心に装着される固定子巻線７のスロットの配置図を示す。  
環状コイル７６の配置ピッチは磁極ピッチと等しい電気角３６０°間隔で配置され、環状コイルの巻回ピッチは、磁極ピッチより小さい電気角１８０°未満の１５０°で巻き回される短節ピッチとなる。
【００３６】
このように、固定子巻線に用いる環状コイルの巻回ピッチが、磁極ピッチと等しい全節ピッチの間隔よりも狭い間隔（短節ピッチ＝電気角で１８０°未満）で複数のティースをまたいで夫々のスロットに挿入されるものを短節巻きと称する。なお、固定子巻線に用いる環状コイルの巻回ピッチが、磁極ピッチと等しい全節ピッチの間隔（全節ピッチ＝電気角で１８０°）で複数のティースをまたいで夫々のスロットに挿入されるものを全節巻きと称する。
【００３７】
また、Ｖ１相からＷ２相の固定子巻線についても同様の構成である。  
図５で示す環状コイル７６は、固定子鉄心に装着されるが、固定子巻線７の配置は、図１２に示すようにスロットの半径方向に２分割され、スロット開口部側を内層、固定子鉄心６の外周側を外層となる２層巻線の配置となる。
【００３８】
各相の固定子巻線７は、Ａコイル及びＢコイルの２種類に分割され、図１２において、例えば、２つのＵ１相の固定子巻線７は、ＡコイルはＵ１Ａ、ＢコイルはＵ１Ｂとし、環状コイルＵ１Ａは、第１スロットのＳ１の外層側と第６スロットであるＳ６の内層側に配置され、コイルエンド部で結ばれ環状コイル７６を形成する。すなわち、Ｕ１相の環状コイル巻回ピッチは磁極ピッチより小さい電気角１８０°未満の１５０°で巻き回される。一方、環状コイルＵ１Ｂは、第７スロットのＳ７の外層側と第１１スロットであるＳ１１の内層側に配置され、コイルエンド部で結ばれ環状コイル７６を形成する。すなわち、Ｕ２相の環状コイル巻回ピッチは磁極ピッチより小さい電気角１８０°未満の１５０°で巻き回される。
【００３９】
Ｖ１相からＷ２相の環状コイルについても同様の構成である。
【００４０】
図１２に示すスロット配置図で装着された環状コイルを図４に示すように渡り線７３で繋ぐ形態とし、図３に示すような結線図で各相の固定子巻線７を結線し、整流器に接続することで、固定子は２組の３相結線を備えた本第１実施例である車両用交流発電機となる。
【００４１】
図５の環状コイル７６で構成された固定子５は、フロント側から見ると図１３に示すような形態となる。
【００４２】
図１３（１）は、口出し線と反対側のコイルエンドと軸方向から見た図である。  
図１３（２）は、（１）の一部を拡大した図である。
【００４３】
図１３（２）に示されるようにコイルエンドの頂点であるＺ型形状部７４−ｂは、階層状になったＺ型形状の斜め部が放射状に整列され、Ｚ型形状部７４−ｂ同士に一定の隙間４０が設けられている。コイルエンド頂点部を含むＺ型形状部で巻き回されたコイルを階層状に分割することで、コイル重なり厚み寸法図６  ７７−ｂを小さくし、コイルターン部での間隔を一定に保つことができ、コイルエンド部で干渉することが無く固定子を構成できる。
【００４４】
また、モータ等の高電圧化にも一定のギャップを保つことが可能となり、相間絶縁紙無しで固定子を構成することができ、高品質で安価の固定子を提供できる。また、コイルエンド部で巻き回されたコイルを分割したことにより、発熱するコイルの束を分割したこと、放熱面積が増えたことで、冷却性にも効果がある。
【００４５】
〔第２実施例〕
上記した第１実施例では、２階層のコイルエンドの内、上段のコイルを内径側に配置したが、外径側に配置することでも成立する。またターン数の増加やスロット長及びスロット内のコイル占積率の増加により、さらにコイル重なり厚みを小さくしたい場合は、階層数をさらに増やしてコイル重なり厚みの分割数を増やすことにより、コイルエンドの干渉を回避することができる。
【００４６】
また第１実施例では、６つの異なる相の固定子巻線７を固定子鉄心６に装着した後に、電気角が異なる２つの相の固定子巻線を並列に接続して整流器２０に接続した構成であるが、直列接続でも同様の効果が得られ口出し線の数を低減できる効果がある。
【００４７】
また、デルタ結線での構成であるがスター結線でも同様の効果が得られる。  
また、第１実施例では、固定子巻線の巻回ピッチを５／６（電気角１５０°）で巻線された固定子について述べてきたが、巻回ピッチを４／６（電気角１２０°）または、巻回ピッチ６／６（電気角１８０°）で巻線された固定子の構成についても成立し、同様の効果が得られる。
【００４８】
また、２組の３相巻線を有する固定子について述べてきたが、３相巻線及び５相、７相等の多相の固定子についても同様の効果が得られる。
【００４９】
〔第３実施例〕
上記した第２実施例では、第１実施例で述べた固定子巻線の巻回ピッチ５／６（電気角１５０°）に加え、巻回ピッチ４／６（電気角１２０°）または、巻回ピッチ６／６（電気角１８０°）での成立性について述べた。
【００５０】
本実施例では、１つのコイルの巻回ピッチを複数に分割した方法、例として巻き回するコイルの約半数ずつ５／６と６／６ピッチに分割した形態について記述する。
【００５１】
図１４は、本実施例の環状コイルの形態である。  
環状コイル８６は、固定子鉄心外層側スロットに装着されるコイル８５−ａに対し、固定子鉄心内層側スロットに装着されるコイルは、巻回ピッチ５／６（電気角１５０°）の８５−ｂと、巻回ピッチ６／６（電気角１８０°）の８５−ｃに分割される。
【００５２】
分割された巻回ピッチ５／６のコイル８５−ｂは、コイルエンド部８２−ａ及び８２−ｂで頂点部にｈ１の高さを持つ下段コイルとなり、巻回ピッチ６／６のコイル８５−ｃはコイルエンド部８２−ａ及び８２−ｂで頂点部にｈ２の高さを持つ上段コイルとなることで、階層状に分割されたコイルエンド形状となる。
【００５３】
また、本実施例では巻回ピッチを分割したことで、コイルが高さ方向に上下段の階層状に分割されたことに加え、周方向にも分割されコイルエンド部８２−ａ及び８２−ｂの全域でコイルが分割され、コイルターン部での間隔をより広く一定に保つことができ、コイルエンド部で他のコイルと干渉することが無く固定子を構成できる。
【００５４】
図１５に固定子鉄心に装着される固定子巻線８０のスロットの配置図を示す。  
環状コイル８６の配置ピッチは磁極ピッチと等しい電気角３６０°間隔で配置され、環状コイルの巻回ピッチは、内層２に磁極ピッチより小さい電気角１８０°未満の１５０°の５／６ピッチで巻き回される短節ピッチと、内層１に磁極ピッチと等しい電気角１８０°の６／６ピッチで巻き回される全節ピッチとに分割配置される。
【００５５】
このように、固定子巻線に用いる環状コイルの巻回ピッチが、磁極ピッチと等しい全節ピッチの間隔よりも狭い間隔（短節ピッチ＝電気角で１８０°未満）で複数のティースをまたいで夫々のスロットに挿入されるものを短節巻きと称する。なお、固定子巻線に用いる環状コイルの巻回ピッチが、磁極ピッチと等しい全節ピッチの間隔（全節ピッチ＝電気角で１８０°）で複数のティースをまたいで夫々のスロットに挿入されるものを全節巻きと称する。
【００５６】
本実施例の巻線形態では、コイル長が全節ピッチ６／６と短節ピッチ５／６の双方中間の特性となり、全節ピッチでの誘起電圧増加、短節ピッチ部でのコイル長短縮でのコイルの抵抗値の低減、また分散巻き短節ピッチのインダクタンス低下による高回転域の出力向上など双方の特性を得ることができ、高出力・高効率の回転電機の提供が可能となる。
【００５７】
また、上述の各実施形態では、回転電機の一例として車両用交流発電機について説明を行ったが、回転力を出力するモータや、発電と駆動を兼ねたモータジェネレータ等にも適用することができる。特にモータとしては、ハイブリット自動車や電動四輪駆動車の駆動用モータ、ポンプを駆動するためのモータ等への固定子として適用できる。
【符号の説明】
【００５８】
１  プーリ
２  シャフト
３  フロントベアリング
４  回転子
５  固定子
６  固定子鉄心
７  固定子巻線
８  絶縁紙
９  スロット楔
１０  リヤベアリング
１１  フロント側爪磁極
１２  リヤ側爪磁極
１３  界磁巻線
１４  スリップリング
１５  ブラシ
１６  フロントファン
１７  リヤファン
１８  フロントブラケット
１９  リヤブラケット
２１  ダイオード接続端子
２２  リヤカバー
２３  車両用交流発電機
３０  巻線ジグ
４０  コイルエンド隙間
７１、８１  口出し線
７３、８３  渡り線
７６、８６  環状コイル
７９  成形前の環状コイル
８０  第３実施例における固定子巻線
【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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