(57)【要約】  この発明は、溶接作業を容易として、生産性を向上でき、かつコイルエンドの高さを低くして小型化を図る回転電機の固定子を得る。  固定子巻線は、絶縁被膜が被覆され、かつ接続部のない連続した導体線を成形加工して作製された複数のコイル体を有し、上記複数のコイル体は、それぞれ、上記導体線の第１導体端末および第２導体端末が、異なる上記スロット内の異なる径方向位置から上記固定子鉄心の軸方向の一側に延び出るように、上記固定子鉄心に装着され、複数のコイル群が、それぞれ、上記第１導体端末の先端部と接続対象の上記第２導体端末の先端部とを接続導体を用いて接続して構成され、上記接続導体は、上記第１導体端末の先端部および接続対象の上記第２導体端末の先端部のそれぞれの周方向に、当該先端部に接して、かつ当該先端部と平行に配置されて、当該先端部に接合される一対の接続部と、上記一対の接続部を連結する連結部と、を有している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットが周方向に配列された円環状の固定子鉄心と、それぞれ、絶縁被膜が被覆され、かつ接続部のない連続した導体線を成形加工して作製された複数のコイル体を有する固定子巻線と、を備えた回転電機の固定子において、
上記複数のコイル体は、それぞれ、上記導体線の第１導体端末および第２導体端末が、異なる上記スロット内の異なる径方向位置から上記固定子鉄心の軸方向の一側に延び出るように、上記固定子鉄心に装着され、
上記第１導体端末および上記第２導体端末は、それぞれ、上記固定子鉄心の軸方向に延び、かつ上記絶縁被膜が除去された先端部を有し、
複数のコイル群が、それぞれ、上記第１導体端末の先端部と接続対象の上記第２導体端末の先端部とを接続導体を用いて接続して構成され、
上記接続導体は、上記第１導体端末の先端部および接続対象の上記第２導体端末の先端部のそれぞれの周方向に、当該先端部に接して、かつ当該先端部と平行に配置されて、当該先端部に接合される一対の接続部と、上記一対の接続部を連結する連結部と、を有している回転電機の固定子。
【請求項２】
上記一対の接続部が、それぞれ、上記第１導体端末の先端部および接続対象の上記第２導体端末の先端部にＴＩＧ溶接で接合されている請求項１記載の回転電機の固定子。
【請求項３】
上記一対の接続部は、それぞれ、上記第１導体端末の先端部および接続対象の上記第２導体端末の先端部と同じ径方向厚みを有し、当該先端部と同一径方向位置に配置されている請求項１又は請求項２記載の回転電機の固定子。
【請求項４】
上記第１導体端末が、上記スロット内の最内径位置から上記固定子鉄心の軸方向の一側に延び出して周方向に配列され、上記第２導体端末が、上記スロット内の最外径位置から上記固定子鉄心の軸方向の一側に延び出して周方向に配列されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項５】
上記固定子巻線は、上記第１導体端末が周方向に配列された第１導体端末列と上記第２導体端末が周方向に配列された第２導体端末列との間にコイルエンドを有し、
上記接続導体は、上記コイルエンドの軸方向外側を径方向に横断するように配置され、凹部が上記連結部の上記コイルエンドと対向する部位に形成されて、上記連結部と上記コイルエンドとの間に隙間が確保されている請求項４記載の回転電機の固定子。
【請求項６】
上記第１導体端末の先端部と接続対象の上記第２導体端末の先端部とが、径方向に重なっている請求項４又は請求項５記載の回転電機の固定子。
【請求項７】
上記接続導体は、板材又は矩形断面の線材により作製されている請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項８】
上記接続導体は断面円形の線材により作製されている請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば電動機や発電機などの回転電機の固定子に関し、特に固定子巻線の結線構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転電機では、固定子巻線を構成する相巻線が、それぞれ、両端に接続部を有するＵ字状に成形された接続導体を用い、一の導体線のスロット内の最も内周側に配置されたスロット収納部から延び出た内周側端部の先端部に接続導体の一方の接続部を重ねて溶接により接合し、他の導体線の他のスロット内の最も外周側に配置されたスロット収納部から延び出た外周側端部の先端部に接続導体の他方の接続部を重ねて溶接により接合することで、複数の導体線を接続して構成されていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０３６０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の従来の回転電機では、接合部は、軸方向に延びる導体線の先端部と接続導体の接続部とを径方向に重ねて構成されるので、溶接時に、クランプツールを斜め上方から差し込み、接合部を径方向両側から挟み込むことになる。そこで、溶接作業スペースが制約されるので、溶接作業が煩雑となり、生産性が低下するという課題があった。さらに、溶接作業スペースを確保するために、接続導体の接続部をその先端側を避けてクランプツールで挟み込む必要があるので、接続導体の接続部の長さが長くなり、コイルエンドの高さが高くなってしまうという課題もあった。【０００５】
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、接合作業を容易として、生産性を向上できるとともに、コイルエンドの高さを低くして小型化を図ることができる回転電機の固定子を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の回転電機の固定子は、スロットが周方向に配列された円環状の固定子鉄心と、それぞれ、絶縁被膜が被覆され、かつ接続部のない連続した導体線を成形加工して作製された複数のコイル体を有する固定子巻線と、を備える。上記複数のコイル体は、それぞれ、上記導体線の第１導体端末および第２導体端末が、異なる上記スロット内の異なる径方向位置から上記固定子鉄心の軸方向の一側に延び出るように、上記固定子鉄心に装着され、上記第１導体端末および上記第２導体端末は、それぞれ、上記固定子鉄心の軸方向に延び、かつ上記絶縁被膜が除去された先端部を有し、複数のコイル群が、それぞれ、上記第１導体端末の先端部と接続対象の上記第２導体端末の先端部とを接続導体を用いて接続して構成され、上記接続導体は、上記第１導体端末の先端部および接続対象の上記第２導体端末の先端部のそれぞれの周方向に、当該先端部に接して、かつ当該先端部と平行に配置されて、当該先端部に接合される一対の接続部と、上記一対の接続部を連結する連結部と、を有している。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、接合部は、第１および第２導体端末の先端部と接続導体の接続部とを周方向に重ねて構成されるので、接合時に、クランプツールを径方向外方あるいは内方から差し込み、接合部を周方向両側から挟み込むことになる。そこで、接合部の軸方向外方の全域が接合作業スペースとなるので、接合作業が容易となり、生産性が高められる。さらに、接合作業スペースを確保するために、接続導体の接続部をその先端側を避けてクランプツールで挟み込む必要がなく、接続導体の接続部の長さを短くでき、コイルエンドの高さを低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子を示す斜視図である。
【図２】この実施の形態１に係る回転電機の固定子における固定子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す斜視図である。
【図３】この実施の形態１に係る回転電機の固定子における固定子巻線を構成するコイル体を示す斜視図である。
【図４】この実施の形態１に係る回転電機の固定子における固定子巻線を構成するコイル体を示す正面図である。
【図５】この実施の形態１に係る回転電機の固定子における固定子巻線を構成するコイル体を第２コイルエンド側から見た端面図である。
【図６】この実施の形態１に係る回転電機の固定子における固定子巻線を構成する３つのコイル体が１つのスロットを共有して固定子鉄心に装着されている状態を第２コイルエンド側から見た要部端面図である。
【図７】この実施の形態１に係る回転電機の固定子において固定子鉄心に装着されたコイル体を径方向外方から見た展開図である。
【図８】この実施の形態１に係る回転電機の固定子における固定子巻線を構成する巻線アッセンブリを示す斜視図である。
【図９】この実施の形態１に係る回転電機の固定子における接続導体を示す斜視図である。
【図１０】この実施の形態１に係る回転電機の固定子における接続導体を用いたコイル体の接合方法を説明する要部断面図である。
【図１１】この実施の形態１に係る回転電機の固定子におけるコイル体が接続導体により接続された状態を示す要部斜視図である。
【図１２】この実施の形態１に係る回転電機の固定子におけるコイル体が接続導体により接続された状態を示す要部端面図である。
【図１３】この実施の形態１に係る回転電機の固定子におけるコイル体が接続導体により接続された状態を示す斜視図である。
【図１４】この実施の形態１に係る回転電機の固定子における第１および第２中性点接続用バスバーを示す斜視図である。
【図１５】この実施の形態１に係る回転電機の固定子における中性点結線板を示す斜視図である。
【図１６】この実施の形態１に係る回転電機の固定子における給電コイルを示す斜視図である。
【図１７】この実施の形態１に係る回転電機の固定子における接続コイルを示す斜視図である。
【図１８】この実施の形態１に係る回転電機の固定子における固定子巻線の結線図である。
【図１９】この実施の形態２に係る回転電機の固定子における接続導体を示す斜視図である。
【図２０】この実施の形態２に係る回転電機の固定子におけるコイル体が接続導体により接続された状態を示す要部斜視図である。
【図２１】この実施の形態２に係る回転電機の固定子におけるコイル体が接続導体により接続された状態を示す要部端面図である。
【図２２】この実施の形態２に係る回転電機の固定子におけるコイル体が接続導体により接続された状態を示す斜視図である。
【図２３】この実施の形態３に係る回転電機の固定子における接続導体を示す斜視図である。
【図２４】この実施の形態３に係る回転電機の固定子におけるコイル体が接続導体により接続された状態を示す要部斜視図である。
【図２５】この実施の形態３に係る回転電機の固定子におけるコイル体が接続導体により接続された状態を示す要部端面図である。
【図２６】この実施の形態３に係る回転電機の固定子におけるコイル体が接続導体により接続された状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明による回転電機の固定子の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１０】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子を示す斜視図、図２はこの実施の形態１に係る回転電機の固定子における固定子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す斜視図、図３はこの実施の形態１に係る回転電機の固定子における固定子巻線を構成するコイル体を示す斜視図、図４はこの実施の形態１に係る回転電機の固定子における固定子巻線を構成するコイル体を示す正面図、図５はこの実施の形態１に係る回転電機の固定子における固定子巻線を構成するコイル体を第２コイルエンド側から見た端面図、図６はこの実施の形態１に係る回転電機の固定子における固定子巻線を構成する３つのコイル体が１つのスロットを共有して固定子鉄心に装着されている状態を第２コイルエンド側から見た要部端面図、図７はこの実施の形態１に係る回転電機の固定子において固定子鉄心に装着されたコイル体を径方向外方から見た展開図、図８はこの実施の形態１に係る回転電機の固定子における固定子巻線を構成する巻線アッセンブリを示す斜視図、図９はこの実施の形態１に係る回転電機の固定子における接続導体を示す斜視図、図１０はこの実施の形態１に係る回転電機の固定子における接続導体を用いたコイル体の接合方法を説明する要部断面図、図１１はこの実施の形態１に係る回転電機の固定子におけるコイル体が接続導体により接続された状態を示す要部斜視図、図１２はこの実施の形態１に係る回転電機の固定子におけるコイル体が接続導体により接続された状態を示す要部端面図、図１３はこの実施の形態１に係る回転電機の固定子におけるコイル体が接続導体により接続された状態を示す斜視図、図１４はこの実施の形態１に係る回転電機の固定子における第１および第２中性点接続用バスバーを示す斜視図、図１５はこの実施の形態１に係る回転電機の固定子における中性点結線板を示す斜視図、図１６はこの実施の形態１に係る回転電機の固定子における給電コイルを示す斜視図、図１７はこの実施の形態１に係る回転電機の固定子における接続コイルを示す斜視図、図１８はこの実施の形態１に係る回転電機の固定子における固定子巻線の結線図である。なお、図１２において、説明の便宜上、巻線端の先端部の端面にハッチングを付している。
【００１１】
図１において、固定子１は、電動機や発電機などの回転電機の固定子であり、円環状の固定子鉄心３と、固定子鉄心３に装着された固定子巻線６と、固定子巻線６を結線する結線部材２０および接続導体３０と、を備えている。ここで、説明の便宜上、固定子鉄心３のスロット数を４８個、固定子巻線を三相巻線とする。また、スロット５は、毎極毎相当たり２個の割合で固定子鉄心３に形成されているものとする。
【００１２】
鉄心ブロック４は、円環状の固定子鉄心３を周方向に２４等分割したもので、図２に示されるように、ケイ素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４ａと、それぞれコアバック部４ａの内周壁面から径方向内方に突出され、周方向に離間する２本のティース４ｂと、を備えている。そして、固定子鉄心３は、ティース４ｂを径方向内方に向けて、コアバック部４ａの周方向の側面同士を突き合わせて、周方向に円環状に配列した２４個の鉄心ブロック４を、円筒状のフレーム２に焼きばめ、圧入などにより一体化して、作製される。コアバック部４ａとティース４ｂにより構成されるスロット５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。
【００１３】
固定子巻線６は、固定子鉄心３に周方向に１スロットピッチで配設された４８個のコイル体１０を備えている。
【００１４】
コイル体１０は、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平角銅線からなる導体線９をエッジワイズ巻きに巻いて作製された分布巻きの巻線である。具体的には、コイル体１０は、図３から図５に示されるように、第１直線部１０ａ、第１コイルエンド部１０ｅ、第２直線部１０ｂ、第２コイルエンド部１０ｆ、第３直線部１０ｃ、第３コイルエンド部１０ｇおよび第４直線部１０ｄからなるδ状のコイルパターンを導体線９の長方形断面の短辺の長さ方向に２つ配列し、第４直線部１０ｄと第１直線部１０ａとを連結線１１で連結して構成される。そして、連結線１１がコイルエンド部を構成し、導体線９の巻き始め端部が第１導体端末としての巻線端１０ｈを構成し、巻き終わり端部が第２導体端末としての巻線端１０ｉを構成する。
【００１５】
このように構成されたコイル体１０では、第１直線部１０ａおよび第３直線部１０ｃが、長方形断面の長辺の長さ方向を周方向に向け、長方形断面の短辺の長さ方向に隙間ｄをあけて１列に４本配列されている。また、第２直線部１０ｂが、第１直線部１０ａおよび第３直線部１０ｃの列から周方向一側に６スロット角度間隔離れて、長方形断面の長辺の長さ方向を周方向に向け、長方形断面の短辺の長さ方向に隙間３ｄをあけて２本配列される。また、第４直線部１０ｄが、第１直線部１０ａおよび第３直線部１０ｃの列から周方向他側に６スロット角度間隔離れて、長方形断面の長辺の長さ方向を周方向に向け、長方形断面の短辺の長さ方向に隙間３ｄをあけて２本配列される。なお、６スロット角度間隔とは、連続する６つのティース４ｂの両側のスロット５のスロット中心間の間隔であり、この実施の形態１では、１磁極ピッチに相当する。また、ｄは導体線９の長方形断面の短辺の長さである。
【００１６】
図６は、それぞれ、３つのコイル体１０が、１つのスロット５を共用して固定子鉄心３に装着されている状態を示している。図７は、固定子鉄心に装着されたコイル体１０を径方向外方から見た状態を示している。図６中、周方向に６スロット角度間隔で並ぶ３つのスロット５を、便宜的に、周方向の並び順に第１スロット５1、第２スロット５2、第３スロット５3とする。
【００１７】
図６および図７において、１つのコイル体１０に着目すれば、第２スロット５2のスロット開口側から第１層（最内径位置）の第１直線部１０ａから軸方向他端側に延び出た第１コイルエンド部１０ｅは、傾斜角度θで周方向に第１スロット５1側に延び、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけレーンチェンジ（以下、シフト）され、その後逆向きの傾斜角度θで周方向に第１スロット５1側に延び、第１スロット５1のスロット開口側から第２層の第２直線部１０ｂに連結されている。ついで、第１スロット５1のスロット開口側から第２層の第２直線部１０ｂから軸方向一端側に延び出た第２コイルエンド部１０ｆは、傾斜角度θで周方向に第２スロット５2側に延び、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトされ、その後逆向きの傾斜角度θで周方向に第２スロット５2側に延び、第２スロット５2のスロット開口側から第３層の第３直線部１０ｃに連結されている。
【００１８】
ついで、第２スロット５2のスロット開口側から第３層の第３直線部１０ｃから軸方向他端側に延び出た第３コイルエンド部１０ｇは、傾斜角度θで周方向に第３スロット５3側に延び、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトされ、その後逆向きの傾斜角度θで周方向に第３スロット５3側に延び、第３スロット５3のスロット開口側から第４層の第４直線部１０ｄに連結されている。
【００１９】
ついで、第３スロット５3のスロット開口側から第４層の第４直線部１０ｄから軸方向一端側に延び出た連結線１１は、傾斜角度θで周方向に第２スロット５2側に延び、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトされ、その後逆向きの傾斜角度θで周方向に第２スロット５2側に延び、第２スロット５2のスロット開口側から第５層の第１直線部１０ａに連結されている。第２スロット５2のスロット開口側から第５層の第１直線部１０ａから軸方向他端側に延び出た第１コイルエンド部１０ｅは、傾斜角度θで周方向に第１スロット５1側に延び、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトされ、その後逆向きの傾斜角度θで周方向に第１スロット５1側に延び、第１スロット５1のスロット開口側から第６層の第２直線部１０ｂに連結されている。
【００２０】
ついで、第１スロット５1のスロット開口側から第６層の第２直線部１０ｂから軸方向一端側に延び出た第２コイルエンド部１０ｆは、傾斜角度θで周方向に第２スロット５2側に延び、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトされ、その後逆向きの傾斜角度θで周方向に第２スロット５2側に延び、第２スロット５2のスロット開口側から第７層の第３直線部１０ｃに連結されている。ついで、第２スロット５2のスロット開口側から第７層の第３直線部１０ｃから軸方向他端側に延び出た第３コイルエンド部１０ｇは、傾斜角度θで周方向に第３スロット５3側に延び、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトされ、その後逆向きの傾斜角度θで周方向に第３スロット５3側に延び、第３スロット５3のスロット開口側から第８層（最外径位置）の第４直線部１０ｄに連結されている。
【００２１】
そこで、第２スロット５2の第１層の第１直線部１０ａと第１スロット５1の第２層の第２直線部１０ｂとが、第１コイルエンド部１０ｅにより連結され、第１スロット５1の第２層の第２直線部１０ｂと第１スロット５1の第３層の第３直線部１０ｃとが、第２コイルエンド部１０ｆにより連結され、第２スロット５2の第３層の第３直線部１０ｃと第３スロット５3の第４層の第４直線部１０ｄとが、第３コイルエンド部１０ｇにより連結され、δ状のコイルパターンを構成する。
【００２２】
さらに、第２スロット５2の第５層の第１直線部１０ａと第１スロット５1の第６層の第２直線部１０ｂとが、第１コイルエンド部１０ｅにより連結され、第１スロット５1の第６層の第２直線部１０ｂと第１スロット５1の第７層の第３直線部１０ｃとが、第２コイルエンド部１０ｆにより連結され、第２スロット５2の第７層の第３直線部１０ｃと第３スロット５3の第８層の第４直線部１０ｄとが、第３コイルエンド部１０ｇにより連結され、δ状のコイルパターンを構成する。
【００２３】
このように、コイル体１０は、周方向に６スロット角度間隔で並ぶ第１スロット５1、第２スロット５2および第３スロット５3に、導体線９を、第２スロット５2、第１スロット５1、第２スロット５2、第３スロット５3の順に、かつ第１スロット５1、第２スロット５2および第３スロット５3への軸方向からの挿入方向を交互に変えて挿入して形成されたδ状のコイルパターンを、径方向に２回繰り返して巻き回して構成されている。
【００２４】
コイル体１０は、２つのδ状のコイルパターンを連結線１１で連結して、径方向に２層に配列されて、構成される。つまり、コイル体１０は、２つのδ状のコイルパターンが一続きとなるように導体線９を巻いて作製される。そして、３つのコイル体１０が共用する第３スロット５3には、第１から第４直線部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが、導体線９の長方形断面の長辺の長さ方向を周方向に向けて、径方向に１列に並んで、収納されている。
【００２５】
このように構成されたコイル体１０は、１スロットピッチで同心状に４８個配列して、図８に示される巻線アッセンブリ７が作製される。そして、巻線アッセンブリ７の軸方向他端側には、第１コイルエンド部１０ｅが１スロットピッチで周方向に配列した第１コイルエンド部１０ｅの層と第３コイルエンド部１０ｇが１スロットピッチで周方向に配列した第３コイルエンド部１０ｇの層とが径方向に交互に４層に配列して、第１コイルエンド６ａを構成している。また、巻線アッセンブリ７の軸方向一端側には、第２コイルエンド部１０ｆが１スロットピッチで周方向に配列した第２コイルエンド部１０ｆの層と連結線１１が１スロットピッチで周方向に配列した連結線１１の層とが径方向に交互に３層に配列して、第２コイルエンド６ｂを構成している。そして、巻線端１０ｈが、それぞれ、第２コイルエンド６ｂの内径側から軸方向外方に延び出て、１スロットピッチで周方向に配列され、巻線端１０ｉが、それぞれ、第２コイルエンド６ｂの外径側から軸方向外方に延び出て、１スロットピッチで周方向に配列されている。
【００２６】
ここで、コイル体１０の巻線端１０ｈ，１０ｉの形状について図３から図６を用いて説明する。第２スロット５2の第１層の第１直線部１０ａから第２コイルエンド６ｂ側に延び出た巻線端１０ｈは、傾斜角度θで周方向に第１スロット５1側に延び、その後頭頂部（第１スロット５1と第２スロット５2の中間位置）で曲げられて固定子鉄心３の軸心と平行に軸方向外方に延び出るように成形される。また、第３スロット５3の第８層の第４直線部１０ｄから第２コイルエンド６ｂ側に延び出た巻線端１０ｉは、傾斜角度θで周方向に第４スロット５4側に延び、その後頭頂部（第３スロット５3と第４スロット５4の中間位置）で曲げられて固定子鉄心３の軸心と平行に軸方向外方に延び出るように成形される。
【００２７】
そこで、第１直線部１０ａが第２スロット５2に収納されるコイル体１０の巻線端１０ｉの軸方向外方に突出する先端部１０ｉ’の周方向の位置が、第１直線部１０ａが第４スロット５4に収納されるコイル体１０の巻線端１０ｈの軸方向外方に突出する先端部１０ｈ’の周方向位置に略一致する。つまり、２磁極ピッチ離れた一方のコイル体１０の巻線端１０ｉの軸方向外方に突出する先端部１０ｉ’の周方向の位置が、他方のコイル体１０の巻線端１０ｈの軸方向外方に突出する先端部１０ｈ’の周方向の位置に略一致する。そして、巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’は、絶縁被膜が除去されている。
【００２８】
つぎに、巻線アッセンブリ７の結線方法について、便宜上、固定子鉄心３に周方向に配設された４８個のスロット５に周方向の並び順に１番、２番・・・４８番のスロット番号を付して説明する。
【００２９】
まず、スロット番号（１＋６ｎ）番（ただし、ｎは０以上、７以下の自然数）のスロット群には、８個のコイル体１０が装着されている。そして、それぞれ、図９に示される接続導体３０を用いて、８個のコイル体１０中の２磁極ピッチで配列されている４つのコイル体１０を直列に接続して、小コイル群Ｕ１１，Ｕ１２が構成される。
ついで、スロット番号（２＋６ｎ）番のスロット群には、８個のコイル体１０が装着されている。そして、それぞれ、接続導体３０を用いて、８個のコイル体１０中の２磁極ピッチで配列されている４つのコイル体１０を直列に接続して、小コイル群Ｕ２１，Ｕ２２が構成される。
【００３０】
スロット番号（３＋６ｎ）番のスロット群には、８個のコイル体１０が装着されている。そして、それぞれ、接続導体３０を用いて、８個のコイル体１０中の２磁極ピッチで配列されている４つのコイル体１０を直列に接続して、小コイル群Ｖ１１，Ｖ１２が構成される。
ついで、スロット番号（４＋６ｎ）番のスロット群には、8個のコイル体１０が装着されている。そして、それぞれ、接続導体３０を用いて、８個のコイル体１０中の２磁極ピッチで配列されている４つのコイル体１０を直列に接続して、小コイル群Ｖ２１，Ｖ２２が構成される。
【００３１】
スロット番号（５＋６ｎ）番のスロット群には、８個のコイル体１０が装着されている。そして、それぞれ、接続導体３０を用いて、８個のコイル体１０中の２磁極ピッチで配列されている４つのコイル体１０を直列に接続して、小コイル群Ｗ１１，Ｗ１２が構成される。
ついで、スロット番号（６＋６ｎ）番のスロット群には、８個のコイル体１０が装着されている。そして、それぞれ、接続導体３０を用いて、８個のコイル体１０中の２磁極ピッチで配列されている４つのコイル体１０を直列に接続して、小コイル群Ｗ２１，Ｗ２２が構成される。
【００３２】
つぎに、接続導体３０を用いたコイル体１０の接続方法について図９から図１３を参照しつつ説明する。
【００３３】
まず、接続導体３０は、図９に示されるように、例えば矩形平板状の銅板に切削加工あるいは切断加工を施して作製され、連結部３１と、連結部３１の長さ方向の両端部に一体に形成された一対の接続部３２と、連結部３１の一方の長辺を窪ませて形成された凹部３３と、連結部３１の他方の長辺の両接続部３２側に形成された切り欠き部３４と、を備える。なお、図９中、ｔは接続部３２の、接続導体３０の長さ方向における厚みで、導体線９の長方形断面の短辺の長さｄと等しい。
【００３４】
固定子鉄心３は、軸心を鉛直方向として、第２コイルエンド６ｂを上方に向けて配置される。２磁極ピッチ離れた一方のコイル体１０の巻線端１０ｉの軸方向外方に突出する先端部１０ｉ’の周方向の位置が、他方のコイル体１０の巻線端１０ｈの軸方向外方に突出する先端部１０ｈ’の周方向の位置に略一致している。そこで、図１０に示されるように、接続導体３０は、凹部３３を第２コイルエンド６ｂに向けて、第２コイルエンド６ｂの軸方向外側を径方向に横断するように配置される。そして、図１１および図１２に示されるように、接続導体３０は、一対の接続部３２が、それぞれ、周方向の位置が略一致している巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’の周方向の側面に接し、かつ先端部１０ｈ’，１０ｉ’と平行に配置される。このとき、接している巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’と接続部３２の鉛直上方を向く面が面一となっている。また、接している巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’と接続部３２の径方向厚みが一致している。
【００３５】
ついで、接続導体３０の接続部３２が、２磁極ピッチ離れた巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’にＴＩＧ溶接により接合される。
【００３６】
具体的には、クランプツール（図示せず）を径方向外方から差し込み、接している巻線端１０ｉの先端部１０ｉ’と接続部３２を周方向両側から挟み込んで固定する。そして、アルゴン雰囲気中で、溶加棒（図示せず）の先端を上方から巻線端１０ｉの先端部１０ｉ’と接続部３２との接触部に当て、上方から溶接トーチ（図示せず）を巻線端１０ｉの先端部１０ｉ’と接続部３２の上面に近づけてアークを発生させる。そして、そのアーク熱により、巻線端１０ｉの先端部１０ｉ’と接続部３２の上面部分と溶加棒とが溶融し、溶接が行われる。
【００３７】
同様に、クランプツールを径方向外方から差し込み、接している巻線端１０ｈの先端部１０ｈ’と接続部３２を周方向両側から挟み込んで固定する。そして、アルゴン雰囲気中で、溶加棒の先端を上方から巻線端１０ｈの先端部１０ｈ’と接続部３２との接触部に当て、上方から溶接トーチを巻線端１０ｈの先端部１０ｈ’と接続部３２の上面に近づけてアークを発生させる。そのアーク熱により、巻線端１０ｈの先端部１０ｈ’と接続部３２の上面部分と溶加棒とが溶融し、溶接が行われる。
【００３８】
これにより、それぞれ、固定子鉄心３に周方向に２磁極ピッチで配列されている４つのコイル体１０を直列に接続して構成される１２個の小コイル群Ｕ１１，Ｕ１２，Ｕ２１，Ｕ２２，Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ２２，Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ２１，Ｗ２２が作製される。
【００３９】
そして、図１３に示されるように、１２個の小コイル群Ｕ１１，Ｕ１２，Ｕ２１，Ｕ２２，Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ２２，Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ２１，Ｗ２２の一端である巻線端１０ｈの先端部１０ｈ’が、第２コイルエンド６ｂの周方向に円弧状に延びる円弧状領域１３の内径側に周方向に１スロットピッチで配列し、他端である巻線端１０ｉの先端部１０ｉ’が第２コイルエンド６ｂの円弧状領域１３の外径側に周方向に１スロットピッチで配列している。また、第２コイルエンド６ｂの軸方向外側を通って径方向に配置された接続導体３０が、１２個の小コイル群Ｕ１１，Ｕ１２，Ｕ２１，Ｕ２２，Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ２２，Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ２１，Ｗ２２の巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’が周方向に配列されている円弧状領域１３を挟むＣ字状の領域に、周方向に１スロットピットで配列されている。
【００４０】
そして、１２個の小コイル群Ｕ１１，Ｕ１２，Ｕ２１，Ｕ２２，Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ２２，Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ２１，Ｗ２２の巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’が周方向に配列されている円弧状領域１３において、結線部材２０を用いて、１２個の小コイル群Ｕ１１，Ｕ１２，Ｕ２１，Ｕ２２，Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ２２，Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ２１，Ｗ２２の結線が行われる。
【００４１】
結線部材２０は、中性点結線板２１と、固定子巻線６の給電部に接続されて、外部電源から固定子巻線６に給電するための給電コイル２５と、同相の小コイル群間を結線する接続コイル２６と、を備えている。第１および第２中性点接続用バスバー２２，２３は、図１４に示されるように、鋼板を打ち抜き、曲げ加工を施して作製される。中性点結線板２１は、図１５に示されるように、第１および第２中性点接続用バスバー２２，２３を絶縁樹脂２４によりインサート成形して作製される。給電コイル２５は、図１６に示されるように、断面円形の導線を曲げ成形して作製される。接続コイル２６は、図１７に示されるように、断面円形の導線をＵ字状に曲げ成形した作製される。
【００４２】
電気角で３０°ずれた小コイル群Ｕ１１，Ｕ２２の端部である巻線端１０ｈ，１０ｉを接続コイル２６により連結し、小コイル群Ｕ１１，Ｕ２２が直列に接続されたＵ１相巻線を作製する。電気角で３０°ずれた小コイル群Ｖ１１，Ｖ２２の端部である巻線端１０ｈ，１０ｉを接続コイル２６により連結し、小コイル群Ｖ１１，Ｖ２２が直列に接続されたＶ１相巻線を作製する。電気角で３０°ずれた小コイル群Ｗ１１，Ｗ２２の端部である巻線端１０ｈ，１０ｉを接続コイル２６により連結し、小コイル群Ｗ１１，Ｗ２２が直列に接続されたＷ１相巻線を作製する。
【００４３】
また、電気角で３０°ずれた小コイル群Ｕ２１，Ｕ１２の端部である巻線端１０ｈ，１０ｉを接続コイル２６により連結し、小コイル群Ｕ２１，Ｕ１２が直列に接続されたＵ２相巻線を作製する。電気角で３０°ずれた小コイル群Ｖ２１，Ｖ１２の端部である巻線端１０ｈ，１０ｉを接続コイル２６により連結し、小コイル群Ｖ２１，Ｖ１２が直列に接続されたＶ２相巻線を作製する。電気角で３０°ずれた小コイル群Ｗ２１，Ｗ１２の端部である巻線端１０ｈ，１０ｉを接続コイル２６により連結し、小コイル群Ｗ２１，Ｗ１２が直列に接続されたＷ２相巻線を作製する。
【００４４】
また、中性点結線板２１を第２コイルエンド６ｂ上に配置し、第１中性点接続用バスバー２２の端子２２ａ，２２ｂ，２２ｃを小コイル群Ｕ１２，Ｖ１２，Ｗ１２の巻線端１０ｈ，１０ｉに接合する。さらに、第２中性点接続用バスバー２３の端子２３ａ，２３ｂ，２３ｃを小コイル群Ｕ２２，Ｖ２２，Ｗ２２の巻線端１０ｈ，１０ｉに接合する。これにより、図１８に示されるように、Ｕ１相巻線、Ｖ１相巻線およびＷ１相巻線をＹ結線して構成された第１三相交流巻線６Ａと、Ｕ２相巻線、Ｖ２相巻線およびＷ２相巻線をＹ結線して構成された第２三相交流巻線６Ｂが形成される。さらに、給電コイル２５が第１および第２三相交流巻線６Ａ，６Ｂの給電端子に接続される。
【００４５】
この実施の形態１によれば、接続導体３０の一対の接続部３２が、２磁極ピッチ離れた巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’の周方向の側面に接し、かつ先端部１０ｈ’，１０ｉ’と平行に配置されて、先端部１０ｈ’，１０ｉ’に溶接されている。そこで、溶接時に、クランプツールを径方向外方あるいは径方向内方から差し込み、周方向に並んだ接続部３２と巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’とを周方向両側から挟み込むことができる。そこで、周方向に並んだ接続部３２と巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’の軸方向外側を溶接作業スペースとして利用でき、溶接作業性が向上し、生産性が高められる。
また、クランプツールが周方向に並んだ接続部３２と巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’との先端側を挟み込んでも、溶接作業の邪魔とならないので、周方向に並んだ接続部３２と巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’の長さを短くすることができ、コイルエンドの高さを縮小できる。
【００４６】
巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’が、それぞれ、固定子鉄心３の軸心と平行にとなって、周方向に配列されているので、溶接方向が固定子鉄心３の軸心方向の一方向となる。したがって、固定子鉄心３の軸心を水平として、固定子鉄心３を軸心周りに回しながら溶接する必要がなく、溶接作業性が向上する。また、ＴＩＧ溶接する場合、固定子鉄心３の軸心を鉛直として、溶接トーチを上方から下ろすだけで溶接できるので、溶融部が垂れ落ちることがなく、溶融部が偏るリスクが減り、溶接品質が安定する。
【００４７】
接続導体３０が、連結部３１に形成された凹部３３をコイルエンド６ｂに向けて配置されているので、凹部３３が接続導体３０の保持ツール（図示せず）の挿入スペースとなり、溶接作業時における保持ツールとコイルエンド６ｂとの接触を回避できる。そこで、保持ツールとの接触に起因するコイルエンド６ｂの絶縁被膜の損傷発生を抑えることができる。また、凹部３３により接続導体３０とコイルエンド６ｂとの間の絶縁距離を確保できるので、絶縁信頼性が高められる。
【００４８】
接合される巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’と接続部３２の鉛直上方を向く面が面一となっているので、ＴＩＧ溶接が容易となる。また、接合される巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’と接続部３２の径方向厚みが一致しているので、ＴＩＧ溶接を安定して行うことができ、溶接品質が安定する。
接続対象の巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’の周方向の位置が略一致しているので、接続導体３０の連結部３１を径方向に曲げる工程が不要となり、低コスト化が図られる。
接続導体３０は、巻線端１０ｉの先端部から径方向外方に突出していないので、巻線端１０ｈ，１０ｉを含めたコイルエンド２ｂの径方向寸法の増大が抑えられる。
【００４９】
接合される巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’を別部材の接続導体３０を用いて接続している。そこで、巻線端１０ｈ，１０ｉを接続するために、巻線端１０ｈを曲げて径方向外方に引き出す必要がないので、巻線端１０ｈを曲げることによる絶縁被膜の損傷発生がなく、絶縁性能が向上する。また、巻線端１０ｈの先端側を径方向外側に曲げて巻線端１０ｉに接続する場合に比べて、内径側から外径側に至る導体長さが短くなるので、コイルエンドの剛性が高められる。さらに、巻線端１０ｈの先端側を径方向外側に曲げて巻線端１０ｉに接続する場合、振動によって巻線端１０ｈ，１０ｉに生じる負荷が１つの接合部に加わるが、巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’を接続導体３０を用いて接続しているので、振動によって巻線端１０ｈ，１０ｉに生じる負荷が２つの接合部に分散され、耐振性が向上する。
【００５０】
なお、上記実施の形態１では、接続導体が矩形平板状の銅板に切削加工あるいは切断加工を施して作製されているが、接続導体は、断面矩形の線材に曲げ加工などを施して作製されてもよい。
また、上記実施の形態１では、接続導体の連結部の一方の長辺の全域を窪ませて凹部を形成しているが、接続導体とコイルエンドとの絶縁距離を確保する観点からは、連結部の一方の長辺の全域を窪ませる必要はなく、連結部の一方の長辺の、コイルエンドの頂部と相対する部位を窪ませればよい。
【００５１】
実施の形態２．
図１９はこの実施の形態２に係る回転電機の固定子における接続導体を示す斜視図、図２０はこの実施の形態２に係る回転電機の固定子におけるコイル体が接続導体により接続された状態を示す要部斜視図、図２１はこの実施の形態２に係る回転電機の固定子におけるコイル体が接続導体により接続された状態を示す要部端面図、図２２はこの実施の形態２に係る回転電機の固定子におけるコイル体が接続導体により接続された状態を示す斜視図である。
【００５２】
図２０から図２２において、スロット５の第８層の第４直線部１０ｄから第２コイルエンド６ｂ側に延び出た巻線端１０ｉは、傾斜角度θで周方向に延び、頭頂部に到達する前に曲げられて、固定子鉄心３の軸心と平行に軸方向外方に延び出るように成形されている。そこで、２磁極ピッチ離れた一方のコイル体１０の巻線端１０ｉの軸方向外方に突出する先端部１０ｉ’の周方向の位置が、他方のコイル体１０の巻線端１０ｈの軸方向外方に突出する先端部１０ｈ’の周方向の位置に対して、１スロット角度間隔よりわずかに大きな間隔だけ、周方向にずれている。
【００５３】
接続導体３０Ａは、図１９に示されるように、２磁極ピッチ離れたコイル体１０の巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’の周方向位置のずれ量に適合するように、連結部３１Ａがクランク状に曲げ成形されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００５４】
この実施の形態２では、上記実施の形態１と同様に、固定子鉄心３は、軸心を鉛直方向として、第２コイルエンド６ｂを上方に向けて配置される。そこで、接続導体３０Ａは、凹部３３を第２コイルエンド６ｂに向けて、第２コイルエンド６ｂの軸方向外側を径方向に横断するように配置される。そして、図２０から図２２に示されるように、接続導体３０Ａは、一対の接続部３２が、それぞれ、２磁極ピッチ離れた巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’の周方向の側面に接し、かつ先端部１０ｈ’，１０ｉ’と平行に配置される。このとき、接している巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’と接続部３２の鉛直上方を向く面が面一となっている。また、接している巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’と接続部３２の径方向厚みが一致している。ついで、接続導体３０Ａの接続部３２が、２磁極ピッチ離れた巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’にＴＩＧ溶接により接合される。
【００５５】
この実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
この実施の形態２によれば、巻線端１０ｉのスロットから出て、斜角度θで周方向に延びる傾斜部の長さが短くなるので、コイル体１０を構成する導体線９の長さを短くすることができる。
【００５６】
実施の形態３．
図２３はこの実施の形態３に係る回転電機の固定子における接続導体を示す斜視図、図２４はこの実施の形態３に係る回転電機の固定子におけるコイル体が接続導体により接続された状態を示す要部斜視図、図２５はこの実施の形態３に係る回転電機の固定子におけるコイル体が接続導体により接続された状態を示す要部端面図、図２６はこの実施の形態３に係る回転電機の固定子におけるコイル体が接続導体により接続された状態を示す斜視図である。
【００５７】
図２３において、接続導体３５は、直径ｄの断面円形の導線をＵ字状に曲げ成形して作製され、連結部３６と、連結部３６の長さ方向の両端部から直角に同一方向に延び出る一対の接続部３７と、連結部３６の長さ方向の中央部を接続部３７の延び出る方向に湾曲させて形成された凹部３８と、を備える。
なお、実施の形態３は、接続導体３０Ａに替えて接続導体３５を用いている点を除いて、上記実施の形態２と同様に構成されている。
【００５８】
この実施の形態３では、上記実施の形態２と同様に、固定子鉄心３は、軸心を鉛直方向として、第２コイルエンド６ｂを上方に向けて配置される。そこで、接続導体３５は、凹部３８を第２コイルエンド６ｂに向けて、第２コイルエンド６ｂの軸方向外側を径方向に横断するように配置される。そして、図２４から図２６に示されるように、接続導体３５は、一対の接続部３７が、それぞれ、２磁極ピッチ離れた巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’の周方向の側面に接し、かつ先端部１０ｈ’，１０ｉ’と平行に配置される。このとき、接している巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’と接続部３７の鉛直上方を向く面が面一となっている。また、接している巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’と接続部３７の径方向厚みが一致している。ついで、接続導体３５の接続部３７が、２磁極ピッチ離れた巻線端１０ｈ，１０ｉの先端部１０ｈ’，１０ｉ’にＴＩＧ溶接により接合される。
【００５９】
この実施の形態３においても、上記実施の形態２と同様の効果が得られる。
【００６０】
なお、上記各実施の形態では、４８個のスロットが設けられている固定子鉄心を用いたが、スロットの総数は４８個に限定されない。また、スロット数が毎極毎相当たり２の割合で形成されているものとしているが、毎極毎相当たりのスロット数は２に限定されず、１でもよく、３以上でもよい。そして、上記実施の形態１では、毎極毎相当たりのスロット数が２で、コイル体の直線部が挿入されるスロットの間隔が６スロット角度間隔（１磁極ピッチ）であったが、毎極毎相当たりのスロット数が１の場合には、コイル体の直線部が挿入されるスロットの間隔は、３スロット角度間隔（１磁極ピッチ）となる。
【００６１】
また、上記各実施の形態では、コイル体が全節巻きに構成されているが、コイル体は短節巻きや長節巻きに構成されてもよい。
【００６２】
また、上記各実施の形態では、径方向に配列された２つのδ字のコイルパターンが一続きに形成されたコイル体を用いているが、コイル体は、１つのδ字のコイルパターンにより形成されてもよいし、径方向に配列された３つ以上のδ字のコイルパターンを一続きに形成してもよい。
【００６３】
また、上記各実施の形態では、径方向に配列された２つのδ字のコイルパターンが一続きに形成されたコイル体を用いているが、分布巻きのコイル体が固定子鉄心に１スロットピッチでスロット数と同数配設され、各コイル体の巻き始め端部が第２コイルエンドの内径側から軸方向外方に突出し、巻き終わり端部が第２コイルエンドの外径側から軸方向外方に突出していれば、コイル体は径方向に配列された２つのδ字のコイルパターンが一続きに形成されたコイル体に限定されない。例えば、導体線を螺旋状に複数回巻き回した、いわゆる亀甲形のコイルパターンに形成されたコイル体を用いてもよい。
【００６４】
また、上記各実施の形態では、径方向に配列された２つのδ字のコイルパターンが一続きに形成されたコイル体を用いているが、２つの直線部をコイルエンド部で連結したＵ字状のコイル体でもよい。
【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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【国際調査報告】
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