(57)【要約】  回転電機は、複数の磁極を有する回転子と、この回転子を囲って設けられ、コアバックから前記回転子の内側方向に延びたティースを有する固定子鉄心、この固定子鉄心に巻装された電機子巻線を有する固定子と、を備えている。電機子巻線は、各ティースに導線が集中的に巻回されたコイル部のうち同相のコイル部同士が渡り線を介して直列回路で接続されているとともに両端部に引き出し線を有する複数の同相巻線部で構成されている。各前記同相巻線部のそれぞれの各引き出し線は、固定子鉄心の周方向で隣接して配置された同相の前記コイル部から前記回転子の軸線方向の一方に引き出され、各同相巻線部の全ての渡り線は、前記回転子の軸線方向の他方に引き出される。
2017073199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁極を有する回転子と、
この回転子を囲って設けられ、固定子鉄心およびこの固定子鉄心に巻装された電機子巻線を有する固定子と、を備え、
前記固定子鉄心は、円環状のコアバックと、前記コアバックから前記回転子の内径側方向に延びた複数のティースとを有し、
前記電機子巻線は、複数の同相巻線部で構成され、
各前記同相巻線部は、同相の複数のコイル部を有し、
前記複数のコイル部は、前記複数のティースのそれぞれに導線が集中的に巻回されて構成され、
各前記同相巻線部では、同相の複数のコイル部同士が渡り線を介して直列に接続され、
各前記同相巻線部からは、複数の引き出し線がそれぞれ引き出されており、
互いに異なる２つの前記同相巻線部のうち、一方の前記同相巻線部では、前記引き出し線が引き出された前記コイル部が第１のコイル部とされ、他方の前記同相巻線部では、前記引き出し線が引き出された前記コイル部が第２のコイル部とされており、
前記第１のコイル部の相は、前記第２のコイル部の相と同相であり、
前記第１のコイル部は、前記第２のコイル部に前記固定子鉄心の周方向で隣接して配置され、
各前記同相巻線部のそれぞれの各前記引き出し線は、前記回転子の軸線方向の一方に引き出され、
各前記同相巻線部の全ての渡り線は、前記回転子の軸線方向の他方に引き出される回転電機。
【請求項２】
前記回転子の磁極数をＭ、前記ティースの数をＮ、ｎを自然数としたとき、Ｍ＝（１８±４）ｎ、Ｎ＝１８ｎで表される請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
各前記同相巻線部は、それぞれ３個の前記コイル部を有し、
３個の前記コイル部は、それぞれ同じ方向に連続的に３個の前記ティースを飛び越えて４番目の前記ティースに導線を巻回して構成されている請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
３個の前記コイル部は、それぞれ同じ方向に連続的に４個の前記ティースを飛び越えて５番目の前記ティースに導線を巻回して構成されている請求項２に記載の回転電機。
【請求項５】
直列接続された３個の前記コイル部のうち中間の前記コイル部は、他の２個の前記コイル部よりも前記導線の巻回数が多い請求項２に記載の回転電機。
【請求項６】
前記回転子の磁極数をＭ、前記ティースの数をＮ、ｎを自然数としたとき、Ｍ＝（１２±２）ｎ、Ｎ＝１２ｎで表される請求項１に記載の回転電機。
【請求項７】
前記電機子巻線は、各前記同相巻線部の各前記引き出し線同士が接続されて並列回路を構成している請求項１〜６の何れか1項に記載の回転電機。
【請求項８】
前記回転電機は、電動機であり、
各前記引き出し線は、前記回転子の前記軸線方向に配置された、前記電機子巻線に電気を供給する給電部と接続されている請求項１〜７の何れか１項に記載の回転電機。
【請求項９】
前記電機子巻線は、前記コイル部が複数のＵ相コイル部からなる第１のＵ相巻線部、前記コイル部が複数のＶ相コイル部からなる第１のＶ相巻線部、及び前記コイル部が複数のＷ相コイル部からなる第１のＷ相巻線部から構成された第１の電機子巻線部と、
前記コイル部が複数のＵ相コイル部からなる第２のＵ相巻線部、前記コイル部が複数のＶ相コイル部からなる第２のＶ相巻線部、及び前記コイル部が複数のＷ相コイル部からなる第２のＷ相巻線部から構成された第２の電機子巻線部と、から構成され、
前記第１の電機子巻線部は、前記給電部を介して第１のインバータに接続され、
前記第２の電機子巻線部は、前記給電部を介して第２のインバータに接続される請求項８に記載の回転電機。
【請求項１０】
各前記引き出し線は、それぞれ異なる相のコイル部から導出された前記引き出し線と接続されている請求項９に記載の回転電機。
【請求項１１】
前記電動機は、電動パワーステアリング装置に搭載される請求項８〜１０の何れか１項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、各ティースに導線が集中的に巻回された複数の同相のコイル部が渡り線を介して直列回路で接続されているとともに両端部に引き出し線を有する複数の同相巻線部で構成された電機子巻線を備えた回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固定子鉄心のティースに導線が巻回されたコイル部のうち、同相のコイル部が周方向に隣り合って配置されている箇所を少なくとも２組以上有し、かつこれら周方向に隣り合う２つの同相のコイル部が同一の直列回路に接続し、接続数を減少させ、また渡り線を短くするために連続的に他の相のティースに導線を巻回し、引き出し線の隣り合う異相を接続することでΔ結線を構成した電機子巻線を有する回転電機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、部品点数の増加を抑えるために周方向に隣り合う２つの同相のコイル部が互いに異なる直列回路に接続されており、これらの周方向に隣り合う２つの同相のコイル部の引き出し線を接続することで並列回路を構成した電機子巻線を備えたモータが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１９１７５７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９３６７５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に記載の回転電機では、同一の回路上の同相のコイル部を給電部側で接続しているため、回転電機の固定子軸線方向長さが長くなり、さらに巻線作業が困難で、製造性が悪化してしまうといった問題点があった。
また、隣り合う２つの同相のコイル部が同一の直列回路に接続されているため、並列回路を構成する際には、互いに異なる直列回路に接続された同相のコイル部を並列に接続するための渡り線が必要となり、より回転電機の固定子軸線方向長さが長くなり、製造性が悪化するといった問題点があった。【０００５】
また、特許文献２に記載のモータでは、同一の直列回路上の同相のコイル部を反給電部側と給電部側の両方で接続し、固定子軸線方向長さを短縮しているが、一つのスロット内には、ティースに巻回されたコイル部だけでなく、異なる相の渡り線が配置されているので、巻線の作業性が悪いという問題点があった。【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、固定子軸線方向長さを短縮して小型化し、さらに巻線の作業性が向上した回転電機を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る回転電機は、複数の磁極を有する回転子と、この回転子を囲って設けられ、固定子鉄心およびこの固定子鉄心に巻装された電機子巻線を有する固定子と、を備え、前記固定子鉄心は、円環状のコアバックと、前記コアバックから前記回転子の内径側方向に延びた複数のティースとを有し、前記電機子巻線は、複数の同相巻線部で構成され、各前記同相巻線部は、同相の複数のコイル部を有し、前記複数のコイル部は、前記複数のティースのそれぞれに導線が集中的に巻回されて構成され、各前記同相巻線部では、同相の複数のコイル部同士が渡り線を介して直列に接続され、各前記同相巻線部からは、複数の引き出し線がそれぞれ引き出されており、互いに異なる２つの前記同相巻線部のうち、一方の前記同相巻線部では、前記引き出し線が引き出された前記コイル部が第１のコイル部とされ、他方の前記同相巻線部では、前記引き出し線が引き出された前記コイル部が第２のコイル部とされており、前記第１のコイル部の相は、前記第２のコイル部の相と同相であり、前記第１のコイル部は、前記第２のコイル部に前記固定子鉄心の周方向で隣接して配置され、各前記同相巻線部のそれぞれの各前記引き出し線は、前記回転子の軸線方向の一方に引き出され、各前記同相巻線部の全ての渡り線は、前記回転子の軸線方向の他方に引き出される。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る回転電機によれば、各同相巻線部のそれぞれの各引き出し線は、固定子鉄心の周方向で隣接して配置された同相のコイル部から回転子の軸線方向の一方に引き出され、渡り線は、前記回転子の軸線方向の他方に引き出されているので、渡り線が交差したり、周方向に渡り線が引き回される箇所を削減できるため、巻線の接続を容易にし、製造性を向上し、さらに固定子軸線方向長さＬを短縮できるため、回転電機を小型化できる。
また、隣接したティース間のスロット内に異相の渡り線が混在しないため、占積率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１の電動機が搭載される自動車の電動パワーステアリング装置の構成示す構成図である。
【図２】図１の電動駆動装置を示す断面図である。
【図３】図２の電動機を示す正断面図である。
【図４】図３の固定子を示す正断面図である。
【図５】図４の電機子巻線を示す回路図である。
【図６】図２の電動機及びＥＣＵを示す回路図である。
【図７】図１の電動機の電機子巻線の結線説明図である。
【図８】図３のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。
【図９】従来の電動機を示す要部断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態２の電動機を示す正断面図である。
【図１１】図１０の電動機の電機子巻線の結線説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態３の電動機を示す正断面図である。
【図１３】図１２の電機子巻線を示す回路図である。
【図１４】図１２の電動機の電機子巻線の結線説明図である。
【図１５】この発明の実施の形態４の電動機の第２のＵ相巻線部を構成するコイル部が発生する起磁力の強さを示す説明図である。
【図１６】全ての導線のターン数が同じとした場合の電動機の第２のＵ相巻線部を構成するコイル部が発生する起磁力の強さを示す説明図である。
【図１７】この発明の実施の形態５の電動機の電機子巻線の結線説明図である。
【図１８】図１４の電機子巻線を示す回路図である。
【図１９】この発明の形態５の電動機の電機子巻線の結線説明図である。
【図２０】この発明の実施の形態５の電動機を示す正断面図である。
【図２１】この発明の実施の形態６の電動機とＥＣＵの回路説明図である。
【図２２】この発明の実施の形態７の電動機の電機子巻線の結線説明図である。
【図２３】この発明の実施の形態７の電動機を示す正断面図である。
【図２４】この発明の実施の形態８の電動機の電機子巻線を示す回路図である。
【図２５】この発明の実施の形態８の電動機の電機子巻線の結線説明図である。
【図２６】この発明の実施の形態９の永久磁石型集中巻電動機を示す正断面図である。
【図２７】この発明の実施の形態１０の永久磁石型集中巻電動機を示す正断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の各実施の形態の電動機について図に基づいて説明するが、各実施の形態において、同一、または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１の電動機１が搭載された自動車の電動パワーステアリング装置を示す構成図、図２は、図１の電動駆動装置１００を示す断面図、図３は、図２の電動機１を示す正断面図、図４は、図３の固定子５を示す正断面図である。
この電動パワーステアリング装置は、回転電機である電動機１と、ＥＣＵ２(Electric Control Unit)２とからなる電動駆動装置１００を備えている。
この電動パワーステアリング装置では、運転者はステアリングホイール（図示しない）を操舵し、そのトルクがステアリングシャフト（図示せず）を介してシャフト１０１に伝達される。このときトルクセンサ１０２が検出したトルクは電気信号に変換されケーブル（図示しない）を通じて第１のコネクタ１０３を介してＥＣＵ２に伝達される。
【００１２】
一方、車速などの自動車の情報は、電気信号に変換され第２のコネクタ１０５を介してＥＣＵ２に伝達される。
ＥＣＵ２は、このトルクと車速などの自動車の情報から、必要なアシストトルクを演算し、インバータを通じてハウジング１０８内のラック軸（図示せず）と平行に配置された電動機１に電流を供給する。
また、ＥＣＵ２への電源供給は、バッテリやオルタネータから電源コネクタ１０６を介して送られる。
電動機１で発生したトルクは、ベルト（図示せず）とボールネジ（図示せず）が内蔵されたギヤボックス１０７によって減速されラック軸を矢印ｄの方向に動かす推力を発生させ、運転者の操舵力をアシストする。
これにより、タイロッド１０９が動き、タイヤが転舵して車両を旋回させることができる。
この結果、運転者は、電動機１のトルクによってアシストされ、少ない操舵力で車両を旋回させることができる。
なお、ラックブーツ１１０は異物が装置内に侵入しないように設けられている。
【００１３】
電動駆動装置１００の電動機１は、固定子５と、この固定子５が内壁面に固定された円筒形状のフレーム６と、フレーム６の片側開口部を複数本のボルト８で固定して覆ったハウジング７と、回転子１３と、を備えている。
【００１４】
固定子５は、電磁鋼板等の磁性体のコアシートを積層して構成された固定子鉄心３と、この固定子鉄心３に収められた電機子巻線４と、を有している。
【００１５】
回転子１３は、ハウジング７に嵌着された第１の軸受９と壁部１２に嵌着された第２の軸受１０とにより両端部が支持されたシャフト１１と、このシャフト１１が貫通した回転子鉄心１４と、この回転子鉄心１４の周方向に沿って等間隔で１４個貼り付けられた永久磁石１５と、を有している。
なお、図２、図３では省略されているが、永久磁石１５の外側に永久磁石１５の保護と飛散防止用にステンレスやアルミニウムなどの非磁性材料を円筒状にしたカバーで覆う場合がある。
【００１６】
電動駆動装置１００のＥＣＵ２は、電機子巻線４と接続した給電部１６を有しており、給電部１６を通じてＵ相、Ｖ相、Ｗ相の三相交流電流を電機子巻線４に供給することで、回転子１３は回転する。
以後、電動機１において、給電部１６と接続する側、即ちＥＣＵ２側を電機子巻線４の給電部側、給電部１６と反対側、即ちプーリ１７側を電機子巻線４の反給電部側と呼ぶ。
【００１７】
なお、上記電動駆動装置１００では、電動機１とＥＣＵ２とがシャフト１１の軸線方向に一体になって配置されているが、この限りではなく、ＥＣＵ２が電動機１の径方向に配置されていてもよく、また電動機１とＥＣＵ２とが別体となっていてもよい。
【００１８】
ここで、電動機１の一方のコイルエンド５０もしくは渡り線の端面から他方のコイルエンド５０もしくは渡り線の端面までの長さを、固定子軸線方向長さＬと呼ぶこととする。
この固定子軸線方向長さＬが短縮することで、電動機１の長さが短縮することになり、さらには電動駆動装置１００の軸線方向長さが短縮することとなる。
【００１９】
固定子５の固定子鉄心３は、円環状のコアバック２０と、コアバック２０から内径方向に延びた計１８か所のティース２１と、を有し、隣接したティース２１間にはスロット２２が形成されている。
固定子５の電機子巻線４は、各ティース２１に導線が集中的に巻回されて構成されている。
なお、図３及び図４では簡単のため、電機子巻線４と固定子鉄心３との間に設けられるインシュレータは省略されている。また、便宜的に図４では、ティース２１には１〜１８まで番号を割り振っている。
電機子巻線４のティース２１の各々に集中的に導線が巻回されたものを、以後「コイル部」と呼称する。
また、図４において、各ティース２１に設けられたコイル部が、Ｕ、Ｖ、Ｗの３相の何れのコイル部か分かるように、便宜的に番号を付けて表している。
Ｕ相は、Ｕ１１、Ｕ１２、Ｕ１３、Ｕ２１、Ｕ２２、Ｕ２３の６個のコイル部、Ｖ相は、Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ２３の６個のコイル部、Ｗ相は、Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３の６個のコイル部からそれぞれ構成され、図４に示すように、各コイル部は、ティース２１の番号１〜１８のそれぞれに対応して、時計方向に、Ｕ２２、Ｖ１１、Ｖ２１、Ｗ１２、Ｕ２１、Ｕ１１、Ｖ２２、Ｗ１３、Ｗ２３、Ｕ１２、Ｖ２３、Ｖ１３、Ｗ２２、Ｕ１３、Ｕ２３、Ｖ１２、Ｗ２１、Ｗ１１の順に並んで配置されている。
【００２０】
図５は、電動機１の電機子巻線４を示す巻線回路図である。
電機子巻線４は、第１の電機子巻線部２３と、第２の電機子巻線部２４とから構成されている。
第１の電機子巻線部２３は、第１のＵ相巻線部Ｕ１と、第１のＶ相巻線部Ｖ１と、第１のＷ相巻線部Ｗ１とから構成されている。第１のＵ相巻線部Ｕ１は、同相のコイル部であるＵ１１、Ｕ１２及びＵ１３が直列に接続された同相巻線部である。第１のＶ相巻線部Ｖ１は、同相のコイル部であるＶ１１、Ｖ１２及びＶ１３が直列に接続された同相巻線部である。第１のＷ相巻線部Ｗ１は、同相のコイル部であるＷ１１、Ｗ１２及びＷ１３が直列に接続された同相巻線部である。
第２の電機子巻線部２４は、第２のＵ相巻線部Ｕ２と、第２のＶ相巻線部Ｖ２と、第２のＷ相巻線部Ｗ２とから構成されている。第２のＵ相巻線部Ｕ２は、同相のコイル部であるＵ２１、Ｕ２２及びＵ２３が直列に接続された同相巻線部である。第２のＶ相巻線部Ｖ２は、同相のコイル部であるＶ２１、Ｖ２２及びＶ２３が直列に接続された同相巻線部である。第２のＷ相巻線部Ｗ２は、同相のコイル部であるＷ２１、Ｗ２２及びＷ２３が直列に接続された同相巻線部である。
隣接した、各コイル部Ｕ１１、Ｕ１２、Ｕ１３、Ｕ２１、Ｕ２２、Ｕ２３、Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ２３、Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３同士は、渡り線４９を介して接続されており、各同相巻線部Ｕ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２の両端部からはそれぞれ引き出し線５１が導出している。
第１のＵ相巻線部Ｕ１と第２のＵ相巻線部Ｕ２とは、引き出し線５１を介して並列回路で接続され、第１のＶ相巻線部Ｖ１と第２のＶ相巻線部Ｖ２とは、引き出し線５１を介して並列回路で接続され、また第１のＷ相巻線部Ｗ１と第２のＷ相巻線部Ｗ２とは、引き出し線５１を介して並列回路で接続されている。
そして、電機子巻線４は、それぞれがΔ結線接続部Ａ、Ｂ、Ｃで接続されてΔ結線を構成している。
【００２１】
図６は、電動機１及びＥＣＵ２の回路図である。
なお、電動機１については、電機子巻線４のみを示している。
また、ＥＣＵ２については、インバータ２８のパワー回路部のみを示す。
ＥＣＵ２は１台のインバータ２８から構成されていて、このインバータ２８から第１の電機子巻線部２３及び第２の電機子巻線部２４にそれぞれ３相の電流を供給する。
ＥＣＵ２にはバッテリなどの電源２９から直流電源が供給されており、ノイズ除去用のコイル３０を介して、電源リレー３１に接続されている。
なお、図６では電源２９がＥＣＵ２の内部にあるかのように描かれているが、実際はバッテリ等の外部の電源からコネクタを介して、電力が供給される。
電源リレー３１は、１個設けられていて、２個のＭＯＳ−ＦＥＴで構成され故障時などは電源リレー３１を開放して、過大な電流が流れないように動作する。
また、図６では、電源２９、コイル３０、電源リレー３１の順に接続されているが、電源リレー３１は、コイル３０よりも電源２９に近い位置に設けられてもよいことは言うまでもない。
なお、コンデンサ３３は平滑コンデンサである。
また、図６では１個のコンデンサ３３で構成されているが、複数のコンデンサを並列に接続して構成してもよいことは言うまでもない。
【００２２】
インバータ２８は、６個のＭＯＳ−ＦＥＴを用いたブリッジで構成され、第１のＭＯＳ−ＦＥＴ３４、第２のＭＯＳ−ＦＥＴ３５が直列接続され、第３のＭＯＳ−ＦＥＴ３６、第４のＭＯＳ−ＦＥＴ３７が直列接続され、第５のＭＯＳ−ＦＥＴ３８、第６のＭＯＳ−ＦＥＴ３９が直列接続されて、さらにこの３組のＭＯＳ−ＦＥＴが並列に接続されている。さらに、下側の３つの第２のＭＯＳ−ＦＥＴ３５、第４のＭＯＳ−ＦＥＴ３７、第６のＭＯＳ−ＦＥＴ３９ＧＮＤ（グランド）側にはそれぞれ、電流値の検出に用いられる、第１のシャント４０、第２のシャント４１及び第３のシャント４２がそれぞれ接続されている。なお、シャント４０、４１、４２は３個の例を示したが、２個のシャントであってもよいし、１個のシャントであっても電流検出は可能であるため、そのような構成であってもよいことは言うまでもない。
【００２３】
電動機１側への電流の供給は、図６に示すように第１のＭＯＳ−ＦＥＴ３４、第２のＭＯＳ−ＦＥＴ３５の間から給電部１６を通じて電動機１の第１のＵ相巻線部Ｕ１と第２のＵ相巻線部Ｕ２へ、第３のＭＯＳ−ＦＥＴ３６、第４のＭＯＳ−ＦＥＴ３７の間から給電部１６を通じて電動機１の第１のＶ相巻線部Ｖ１と第２のＶ相巻線部Ｖ２へ、第５のＭＯＳ−ＦＥＴ３８、第６のＭＯＳ−ＦＥＴ３９の間から給電部１６を通じて電動機１の第１のＷ相巻線部Ｗ１と第２のＷ相巻線部Ｗ２へそれぞれ供給される。
電動機１とＥＣＵ２の電気的接続は３相分で計３箇所であるが、電動機１内部で第１の電機子巻線部２３と第２の電機子巻線部２４に別れる。 
また、電動機１の相電流が大きい場合、並列回路の数が少ないとコイルの線径が大きくなりすぎて、ティース２１に集中巻で巻線する際に工作性が非常に低くなる。
しかしながら、この実施の形態１の電機子巻線４は、第１の電機子巻線部２３と第２の電機子巻線部２４の並列回路で構成されているため、１つの電機子巻線の場合に比べてコイルの線径を小さくすることができる。
例えば、固定子鉄心３の直径が８０ｍｍ〜９０ｍｍ程度の電動機１において、直径１ｍｍ前後の導線を用いることができるため、巻線作業性が高く、大量生産に適しているという効果がある。
【００２４】
図７は、電機子巻線４の結線説明図で、１８個のコイル部Ｕ１１、Ｕ１２、Ｕ１３、Ｕ２１、Ｕ２２、Ｕ２３、Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ２３、Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３がどのように電気的に接続されているかを示す図である。
１８個並んだ四角形は１番から１８番までのティース２１を表している。
コイル部Ｕ１１とＵ１２とＵ１３が連続的に直列接続されて第１のＵ相巻線部Ｕ１を構成している。このとき、Ｕ１２は、Ｕ１１及びＵ１３とは導線の巻き方向が逆方向にとなっている。また、コイル部Ｕ２１とＵ２２とＵ２３が連続的に直列接続されて第２のＵ相巻線部Ｕ２を構成している。このとき、Ｕ２２は、Ｕ２１及びＵ２３とは導線の巻き方向が逆方向となっている。コイル部Ｖ１１とＶ１２とＶ１３が連続的に直列接続されて第１のＶ相巻線部Ｖ１を構成している。このとき、Ｖ１２は、Ｖ１１及びＶ１３とは導線の巻き方向が逆方向となっている。また、コイル部Ｖ２１とＶ２２とＶ２３が連続的に直列接続されて第２のＶ相巻線部Ｖ２を構成している。このとき、Ｖ２２は、Ｖ２１及びＶ２３とは導線の巻き方向が逆方向となっている。コイル部Ｗ１１とＷ１２とＷ１３が連続的に直列接続されて第１のＷ相巻線部Ｗ１を構成している。このとき、Ｗ１２は、Ｗ１１及びＷ１３とは導線の巻き方向が逆方向となっている。また、コイル部Ｗ２１とＷ２２とＷ２３が連続的に直列接続されて第２のＷ相巻線部Ｗ２を構成している。このとき、Ｗ２２は、Ｗ２１及びＷ２３とは導線の巻き方向が逆方向となっている。
【００２５】
このような構成にすると、直列回路上の３つの同相のコイル部は、一方向に３つのティース２１を飛び越えて４番目のティース２１に導線を巻回してそれぞれ構成され、隣接した同相のコイル部間の渡り線４９を短くすることができ、電気抵抗を低減できるといった効果が得られる。
【００２６】
この実施の形態１の電動機１では、固定子鉄心３の周方向に隣り合って一対の同相巻線部の各同相のコイル部が配置されており、それぞれの同相巻線部のコイル部は、固定子鉄心３の時計方向、及び反時計方向に、それぞれ３か所のティース２１を飛び越えて４番目のティース２１に配置されている。
図４において、１４番目の第１のＵ相巻線部Ｕ１のコイル部Ｕ１１は、１０番目のＵ１２、６番目のＵ１３とそれぞれ渡り線４９を介して連続的に接続されている。また、Ｕ１１に隣接した１５番目の第２のＵ相巻線部Ｕ２のコイル部Ｕ２１は、１番目のＵ２２、５番目のＵ２３とそれぞれ渡り線４９を介して連続的に接続されている。
２番目の第１のＶ相巻線部Ｖ１のコイル部Ｖ１１は、１６番目のＶ１２、１２番目のＶ１３とそれぞれ渡り線４９を介して連続的に接続されている。また、Ｖ１１に隣接した３番目の第２のＶ相巻線部Ｖ２のコイル部Ｖ２１は、７番目のＶ２２、１１番目のＶ２３とそれぞれ渡り線４９を介して連続的に接続されている。
８番目の第１のＷ相巻線部Ｗ１のＷ相コイル部Ｗ１１は、４番目のＷ１２、１８番目のＷ１３とそれぞれ渡り線４９を介して連続的に接続されている。また、Ｗ１１に隣接した９番目の第２のＷ相巻線部Ｗ２のコイル部Ｗ２１は、１３番目のＷ２２、１７番目のＷ２３とそれぞれ渡り線４９を介して連続的に接続されている。
【００２７】
また、第１のＵ相巻線部Ｕ１では、Ｕ１１、Ｕ１３から導出した引き出し線５１が軸線方向一方へ引き出され、Ｕ１１とＵ１２とＵ１３が渡り線４９を介して軸線方向他方で連続的に接続される。同様に、第２のＵ相巻線部Ｕ２では、Ｕ２１、Ｕ２３から導出した引き出し線５１が軸線方向一方へ引き出され、Ｕ２１とＵ２２とＵ２３が渡り線４９を介して軸線方向他方で連続的に接続される。
第１のＶ相巻線部Ｖ１では、Ｖ１１、Ｖ１３から導出した引き出し線５１が軸線方向一方へ引き出され、Ｖ１１とＶ１２とＶ１３が渡り線４９を介して軸線方向他方で連続的に接続される。同様に、第２のＶ相巻線部Ｖ２では、Ｖ２１、Ｖ２３から導出した引き出し線５１が軸線方向一方へ引き出され、Ｖ２１とＶ２２とＶ２３が渡り線４９を介して軸線方向他方で連続的に接続される。
第１のＷ相巻線部Ｗ１では、Ｗ１１、Ｗ１３から導出した引き出し線５１が軸線方向一方へ引き出され、Ｗ１１とＷ１２とＷ１３が渡り線４９を介して軸線方向他方で連続的に接続される。同様に、第２のＷ相巻線部Ｗ２では、Ｗ２１、Ｗ２３から導出した引き出し線５１が軸線方向一方へ引き出され、Ｗ２１とＷ２２とＷ２３が渡り線４９を介して軸線方向他方で連続的に接続される。
【００２８】
このように、この実施の形態１における電動機１では、引き出し線５１は、各直列回路で構成された、第１及び第２の各相巻線部Ｕ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２の導線の巻き始めと巻き終わりから、軸線方向一方に、電動機１全体として１２本出る。
そして、固定子鉄心３に巻装されたコイル部のうち、Ｕ１１とＵ２１、Ｕ１３とＵ２３、Ｖ１１とＶ２１、Ｖ１３とＶ２３、Ｗ１１とＷ２１、Ｗ１３とＷ２３といった、周方向に同相のコイル部が２つ隣り合う箇所から引き出し線５１が出る構造となる。即ち、互いに異なる２つの同相巻線部Ｕ１とＵ２、Ｖ１とＶ２、Ｗ１とＷ２のうち、一方の同相巻線部Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１では、引き出し線５１が引き出されたコイル部Ｕ１１、Ｕ１３、Ｖ１１、Ｖ１３、Ｗ１１、Ｗ１３が第１のコイル部とされ、他方の同相巻線部Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２では、引き出し線５１が引き出されたコイル部Ｕ２１、Ｕ２３、Ｖ２１、Ｖ２３、Ｗ２１、Ｗ２３が第２のコイル部とされており、第１のコイル部は、第２のコイル部に固定子鉄心３の周方向で隣接して配置されている。また、第１のコイル部の相は、第１のコイル部に隣接して配置されている第２のコイル部の相と同相になっている。一方、同相巻線部を接続する渡り線４９は軸線方向他方に引き出される。
【００２９】
図７において、Ｘ１は、周方向に隣り合うＵ１１とＵ２１を接続した並列回路接続部である。同様に、Ｘ２は、周方向に隣り合うＵ１３とＵ２３を接続した並列回路接続部である。
また、Ｙ１は、周方向に隣り合うＶ１１とＶ２１を接続した並列回路接続部である。同様に、Ｙ２は、周方向に隣り合うＶ１３とＶ２３を接続した並列回路接続部である。
また、Ｚ１は、周方向に隣り合うＷ１１とＷ２１を接続した並列回路接続部Ｚ１である。同様に、Ｚ２は、周方向に隣り合うＷ１３とＷ２３を接続した並列回路接続部Ｚ２である。
【００３０】
この実施の形態１における電動機１では、６つの並列回路接続部Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ、Ｚ１、Ｚ２を有する３相２並列電動機１である。
これら６つの並列回路接続部Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ、Ｚ１、Ｚ２のうち、周方向に隣り合う異相の並列回路接続部Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ、Ｚ１、Ｚ２を接続することにより、電機子巻線４は、Δ結線を構成する。
即ち、Ａは、周方向に隣り合う並列回路接続部Ｙ２と並列回路接続部Ｚ１を接続したΔ結線接続部であり、Ｂは、周方向に隣り合う並列回路接続部Ｘ１と並列回路接続部Ｚ２を接続したΔ結線接続部であり、Ｃは、周方向に隣り合う並列回路接続部Ｘ２と並列回路接続部Ｙ１を接続したΔ結線接続部である。
【００３１】
この形態１における電動機１では、これらの各Δ結線接続部Ａ、Ｂ、Ｃに外部の給電部１６から給電し、駆動する。
なお、ここでは、給電部１６と並列回路接続部Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ、Ｚ１、Ｚ２及びΔ結線接続部Ａ、Ｂ、Ｃは別部材としたが、給電部１６が、並列回路接続部またはΔ結線接続部、あるいはその両方を兼ねていてもよい。
【００３２】
図８は、図３のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った矢視断面図、図９は、従来の電動機１の図８の断面に対応した部位の断面図である。
従来の電動機１では、同一の直列回路上のコイル部（例えば、第１のＵ相巻線部Ｕ１のＵ１２とＵ１３）が、給電部側で渡り線４９を介して接続されているため、給電部側で渡り線４９が交差する箇所ができてしまう。このため、給電部側の渡り線４９の数や、渡り線４９が交差する箇所が多くなってしまう。
また、図４で示したように、一般に、固定子鉄心３のスロット２２は内周側を短辺、外周側を長辺とした台形形状となっている。このため、ティース２１には、内周側よりも外周側により多くの巻線が巻回されることとなり、コイルエンド５０には、図９で示したような空きスペースＳ１が形成される。
同図で示した従来の電動機１では、この空きスペースＳ１はデッドスペースとなっており、結果として電動機１の固定子軸線方向長さＬ１が長くなってしまう。
【００３３】
これに対して、この実施の形態１における電動機１では、直列回路上に接続された同相のコイル部を接続する渡り線４９がプーリ１７側で接続されているため、反給電部側の空きスペースＳ１を有効に活用することができ、結果として電動機１の固定子軸線方向長さＬ２は、上記Ｌ１と比較して短くなる。
また、例えば、Ｕ１１、Ｕ１２及びＵ１３で直列回路を構成する第１のＵ相巻線部Ｕ１と、Ｕ２１、Ｕ２２及びＵ２３で直列回路を構成する第２のＵ相巻線部Ｕ２とは、プーリ１７側で渡り線４９が互いに交差する箇所は一つもないため、巻線作業が容易になり、工作性が向上する。
また、給電部側の空きスペースＳ２で、隣り合うＵ相コイル部Ｕ１１とＵ２１、Ｕ１３とＵ２３、Ｖ１１とＶ２１、Ｖ１３とＶ２３、Ｗ１１とＷ２１、Ｗ１３とＷ２３をそれぞれ引き出し線５１を介して並列回路接続部Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２、Ｚ１、Ｚ２で接続し、さらにそれぞれをΔ結線接続部Ａ、Ｂ、Ｃで接続することで３相２並列のΔ結線を構成することができるため、電動機１の固定子軸線方向長さＬ２を短縮し、小型軽量な電動機１を得ることができる。
なお、ここでは、直列回路に接続される各同相のコイル部が連続的に巻回され、反給電部側の空きスペースＳ１には渡り線４９を配置されるとしたが、空きスペースＳ１に収まる結線板等の部材を設け、渡り線を配置しても同様の効果が得られる。
また、ひとつのスロット２２には単一の相のコイル部のみが配置され、異相のコイル部が混在しないため、占積率を向上し、かつ、トルクを向上することができるといった効果が得られる。
さらに、各直列回路を構成する同相のコイル部のうち、引き出し線５１の無い同相のコイル部であるＵ１２、Ｕ２２、Ｖ１２、Ｖ２２、Ｗ１２、Ｗ２２の導線のターン数をＴ（Ｔは自然数）とすると、各直列回路を構成するコイル部のうち、引き出し線５１を有する同相のコイル部であるＵ１１、Ｕ１３、Ｕ２１、Ｕ２３、Ｖ１１、Ｖ１３、Ｖ２１、Ｖ２３、Ｗ１１、Ｗ１３、Ｗ２１、Ｗ１３の導線のターン数はＴ±０．５×（２ｎ−１）（ｎは自然数）ターンとなるため、全てのコイル部のターン数を整数とした場合と比べ、占積率を向上し、トルクを向上することができるといった効果が得られる。
【００３４】
実施の形態２．
図１０は、この発明の実施の形態２の電動機１を示す縦断面図である。
この電動機１は、回転子１３の極数が２８、固定子鉄心３のティース２１の数が３６である。
回転子１３は、シャフト１１とシャフト１１の外側に回転子鉄心１４が設けられ、さらに回転子鉄心１４の外周面に永久磁石１５が周方向に等間隔に２８個貼り付けられている。
なお、図１０では省略しているが永久磁石１５の外側に永久磁石１５の保護と飛散防止用にステンレスやアルミニウムなどの非磁性材料を円筒状にしたカバーで覆う場合がある。
【００３５】
固定子５は、固定子鉄心３と、この固定子鉄心３に巻装された電機子巻線４と、を備えている。
固定子鉄心３は、円環状のコアバック２０と、コアバック２０から内径方向に延び、スロット２２を形成する計３６個のティース２１と、を有する。
電機子巻線４は、各ティース２１に導線を集中的に巻回された各コイル部により構成されている。
なお、図１０では簡単のため、電機子巻線４と固定子鉄心３との間に設けられるインシュレータや固定子鉄心３の外周に設けられるフレームを省略している。また、便宜的にティース２１には１〜３６までの番号を割り振っている。
ティース２１の各々に導線を集中的に巻回された構成された各コイル部について、Ｕ、Ｖ、Ｗの３相のいずれの相のコイル部か分かるように、便宜的に番号を付けて表している。
Ｕ、Ｖ、Ｗ各相は、Ｕ相は、Ｕ１１、Ｕ１２、Ｕ１３、Ｕ２１、Ｕ２２、Ｕ２３、Ｕ３１、Ｕ３２、Ｕ３３、Ｕ４１、Ｕ４２、Ｕ４３の１２個のコイル部、Ｖ相は、Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ２３、Ｖ３１、Ｖ３２、Ｖ３３、Ｖ４１、Ｖ４２、Ｖ４３の１２個のコイル部、Ｗ相は、Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３、Ｗ３１、Ｗ３２、Ｗ３３、Ｗ４１、Ｗ４２、Ｗ４３の１２個のコイル部からそれぞれ構成されている。
【００３６】
図１０に示すように、各相のコイル部は、ティース２１の番号１〜３６のそれぞれに対応して、Ｕ４１、Ｖ３２、Ｗ４１、Ｗ３１、Ｕ４２、Ｖ３１、Ｖ４１、Ｗ３２、Ｕ４３、Ｕ１３、Ｖ４２、Ｗ３３、Ｗ２３、Ｕ１２、Ｖ４３、Ｖ１３、Ｗ２、Ｕ１１、Ｕ２１、Ｖ１２、Ｗ２１、Ｗ１１、Ｕ２、Ｖ１１、Ｖ２１、Ｗ１２、Ｕ２３、Ｕ３３、Ｖ２、Ｗ１３、Ｗ４３、Ｕ３２、Ｖ２３、Ｖ３３、Ｗ４２、Ｕ３１の順に並んでいる構成となっている。
【００３７】
図１１は、電機子巻線４の結線説明図で、３６個のコイル部がどのように電気的に接続されているかを示す図である。
３６個並んだ四角形は、１番から３６番までの各ティース２１を表しており、各ティース２１に巻装されているコイル部をＵ４１、Ｖ３２、Ｗ４１、Ｗ３１、Ｕ４２、Ｖ３１、Ｖ４１、Ｗ３２、Ｕ４３、Ｕ１３、Ｖ４２、Ｗ３３、Ｗ２３、Ｕ１２、Ｖ４３、Ｖ１３、Ｗ２、Ｕ１１、Ｕ２１、Ｖ１２、Ｗ２１、Ｗ１１、Ｕ２２、Ｖ１１、Ｖ２１、Ｗ１２、Ｕ２３、Ｕ３３、Ｖ２２、Ｗ１３、Ｗ４３、Ｕ３２、Ｖ２３、Ｖ３３、Ｗ４２、Ｕ３１と示している。
Ｕ１１とＵ１２とＵ１３が直列接続されて同相巻線部である第１のＵ相巻線部Ｕ１を構成している。このとき、Ｕ１２は、Ｕ１１及びＵ１３とは導線の巻き方向が逆方向にとなっている。また、Ｕ２１とＵ２とＵ２３が直列接続されて同相巻線部である第２のＵ相巻線部Ｕ２を構成している。このとき、Ｕ２２は、Ｕ２１及びＵ２３とは導線の巻き方向が逆方向となっている。Ｕ３１とＵ３２とＵ３３が直列接続されて同相巻線部である第３のＵ相巻線部Ｕ３を構成している。このとき、Ｕ３２は、Ｕ３１及びＵ３３とは導線の巻き方向が逆方向にとなっている。また、Ｕ４１とＵ４２とＵ４３が直列接続されて同相巻線部である第４のＵ相巻線部Ｕ４を構成している。このとき、Ｕ４２は、Ｕ４１及びＵ４３とは導線の巻き方向が逆方向となっている。
Ｖ１１とＶ１２とＶ１３が直列接続されて同相巻線部である第１のＶ相巻線部Ｖ１を構成している。このとき、Ｖ１２は、Ｖ１１及びＶ１３とは導線の巻き方向が逆方向となっている。また、Ｖ２１とＶ２２とＶ２３が直列接続されて同相巻線部である第２のＶ相巻線部Ｖ２を構成している。このとき、Ｖ２２は、Ｖ２１及びＶ２３とは導線の巻き方向が逆方向となっている。Ｖ３１とＶ３２とＶ３３が直列接続されて同相巻線部である第３のＶ相巻線部Ｖ３を構成している。このとき、Ｖ３２は、Ｖ３１及びＶ３３とは導線の巻回方向が逆方向となっている。また、Ｖ４１とＶ４２とＶ４３が直列接続されて同相巻線部である第４のＶ相巻線部Ｖ４を構成している。このとき、Ｖ４２は、Ｖ４１及びＶ４３とは導線の巻き方向が逆方向となっている。
Ｗ１１とＷ１２とＷ１３が直列接続されて同相巻線部である第１のＷ相巻線部Ｗ１を構成している。このとき、Ｗ１２は、Ｗ１１及びＷ１３とは導線の巻き方向が逆方向となっている。また、Ｗ２１とＷ２２とＷ２３が直列接続されて同相巻線部である第２のＷ相巻線部Ｗ２を構成している。このとき、Ｗ２２は、Ｗ２１及びＷ２３とは導線の巻き方向が逆方向となっている。Ｗ３１とＷ３２とＷ３３が直列接続されて同相巻線部である第３のＷ相巻線部Ｗ３を構成している。このとき、Ｗ３２は、Ｗ３１及びＷ３３とは導線の巻き方向が逆方向となっている。また、Ｗ４１とＷ４２とＷ４３が直列接続されて同相巻線部である第４のＷ相巻線部Ｗ４を構成している。このとき、Ｗ４２は、Ｗ４１及びＷ４３とは導線の巻き方向が逆方向となっている。
なお、図１１において、同相巻線部である、第１のＵ相巻線部Ｕ１、第２のＵ相巻線部Ｕ２、第３のＵ相巻線部Ｕ３、第４のＵ相巻線部Ｕ４、第１のＶ相巻線部Ｖ１、第２のＶ相巻線部Ｖ２、第３のＶ相巻線部Ｖ３、第４のＶ相巻線部Ｖ４、第１のＷ相巻線部Ｗ１、第２のＷ相巻線部Ｗ２、第３のＷ相巻線部Ｗ３及び第４のＷ相巻線部Ｗ４の各符号、Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｗ４、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３及びＷ４は省略している。
【００３８】
この発明の実施の形態２における電動機１において、直列接続されている第１のＵ相巻線部Ｕ１では、Ｕ１１とＵ１２とＵ１３が、Ｕ１１、Ｕ１３の軸線方向一方に引き出し線５１が引き出され、渡り線４９を介して軸線方向他方で接続される。同様に、第２のＵ相巻線部Ｕ２では、Ｕ２１とＵ２２とＵ２３が、Ｕ２１、Ｕ２３の軸線方向一方に引き出し線５１が引き出され、渡り線４９を介して軸線方向他方で接続される。また、第３のＵ相巻線部Ｕ３では、Ｕ３１とＵ３２とＵ３３が、Ｕ３１、Ｕ３３の軸線方向一方に引き出し線５１が引き出され、渡り線４９を介して軸線方向他方で接続される。また、第４のＵ相巻線部Ｕ４では、Ｕ４１とＵ４２とＵ４３が、Ｕ４１、Ｕ４３の軸線方向一方に引き出し線５１が引き出され、渡り線４９を介して軸線方向他方で接続される。第１のＶ相巻線部Ｖ１では、Ｖ１１とＶ１２とＶ１３が、Ｖ１１、Ｖ１３の軸線方向一方に引き出し線５１が引き出され、渡り線４９を介して軸線方向他方で接続される。
同様に、第２のＶ相巻線部Ｖ２では、Ｖ２１とＶ２２とＶ２３が、Ｖ２１、Ｖ２３の軸線方向一方に引き出し線５１が引き出され、渡り線４９を介して軸線方向他方で接続される。また、第３のＶ相巻線部Ｖ３では、Ｖ３１とＶ３２とＶ３３が、Ｖ３１、Ｖ３３の軸線方向一方に引き出し線５１が引き出され、渡り線４９を介して軸線方向他方で接続される。また、第４のＶ相巻線部Ｖ４では、Ｖ４１とＶ４２とＶ４３が、Ｖ４１、Ｖ４３の軸線方向一方に引き出し線５１が引き出され、渡り線４９を介して軸線方向他方で接続される。
第１のＷ相巻線部Ｗ１では、Ｗ１１とＷ１２とＷ１３が、Ｗ１１、Ｗ１３の軸線方向一方に引き出し線５１が引き出され、渡り線４９を介して軸線方向他方で接続される。同様に、第２のＷ相巻線部Ｗ１では、Ｗ２１とＷ２２とＷ２３が、Ｗ２１、Ｗ２３の軸線方向一方に引き出し線５１が引き出され、渡り線４９を介して軸線方向他方で接続され、また、第３のＷ相巻線部Ｗ３では、Ｗ３１とＷ３２とＷ３３が、Ｗ３１、Ｗ３３の軸線方向一方に引き出し線５１が引き出され、渡り線４９を介して軸線方向他方で接続される。また、第４のＷ相巻線部Ｗ４では、Ｗ４１とＷ４２とＷ４３が、Ｗ４１、Ｗ４３の軸線方向一方に引き出し線５１が引き出され、渡り線４９を介して軸線方向他方で接続される。
【００３９】
このように、この発明の実施の形態２の電動機１では、引き出し線５１は、各直列回路に接続された導線の巻き始めと巻き終わりから、軸線方向一方に、電動機１全体として２４本出る。
即ち、固定子鉄心３に巻装されたコイル部のうち、Ｕ１１とＵ２１、Ｕ２３とＵ３３、Ｕ３１とＵ４１、Ｕ４３とＵ１３、Ｖ１１とＶ２１、Ｖ２３とＶ３３、Ｖ３１とＶ４１、Ｖ４３とＶ１３、Ｗ１１とＷ２１、Ｗ２３とＷ３３、Ｗ３１とＷ４１、Ｗ４３とＷ１３といった、周方向に同相のコイル部が２つ隣り合う箇所から引き出し線５１が出る構造となる。即ち、Ｕ１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４のそれぞれの相において、互いに異なる２つの同相巻線部のうち、一方の同相巻線部では、引き出し線５１が引き出されたコイル部Ｕ１１、Ｕ２３、Ｕ３１、Ｕ４３、Ｖ１１、Ｖ２３、Ｖ３１、Ｖ４３、Ｗ１１、Ｗ２３、Ｗ３１、Ｗ４３が第１のコイル部とされ、他方の同相巻線部では、引き出し線５１が引き出されたコイル部Ｕ２１、Ｕ３３、Ｕ４１、Ｕ１３、Ｖ２１、Ｖ３３、Ｖ４１、Ｖ１３、Ｗ２１、Ｗ３３、Ｗ４１、Ｗ１３が第２のコイル部とされており、第１のコイル部は、第２のコイル部に固定子鉄心３の周方向で隣接して配置されている。また、第１のコイル部の相は、第１のコイル部に隣接して配置されている第２のコイル部の相と同相になっている。一方、同相巻線部を接続する渡り線４９は軸線方向他方に引き出される。
これらの周方向に隣り合う２つの同相コイル部から出された引き出し線５１を接続することで、各相が一組の４並列回路からなる構成となる。
ここで、周方向に隣り合うＵ１１とＵ２１を接続して一次並列回路接続部Ｘ２とする。
同様に、周方向に隣り合うＵ２３とＵ３３を接続して一次並列回路接続部Ｘ３とする。また、周方向に隣り合うＵ３１とＵ４１を接続して一次並列回路接続部Ｘ４とする。また、周方向に隣り合うＵ４３とＵ１３を接続して一次並列回路接続部Ｘ１とする。また、周方向に隣り合うＶ１１とＶ２１を接続して一次並列回路接続部Ｙ２とする。同様に、周方向に隣り合うＶ２３とＶ３３を接続して一次並列回路接続部Ｙ３とする。また、周方向に隣り合うＶ３１とＶ４１を接続して一次並列回路接続部Ｙ４とする。また、周方向に隣り合うＶ４３とＶ１３を接続して一次並列回路接続部Ｙ１とする。また、周方向に隣り合うＷ１１とＷ２１を接続して一次並列回路接続部Ｚ２とする。同様に、周方向に隣り合うＷ２３とＷ３３を接続して一次並列回路接続部Ｙ３とする。また、周方向に隣り合うＷ３１とＷ４１を接続して一次並列回路接続部Ｚ４とする。また、周方向に隣り合うＷ４３とＷ１３を接続して一次並列回路接続部Ｚ１とする。
この実施の形態２における電動機１は、１２か所の一次並列回路接続部を有する３相４並列電動機１である。
これら１２か所の一次並列回路接続部Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４のうち、機械角１８０度おきに配置された同相の一次並列回路接続部を接続する。一次並列回路接続部Ｘ１と一次並列回路接続部Ｘ３を接続し、二次並列回路接続部Ｐ２とする。また、一次並列回路接続部Ｘ２と一次並列回路接続部Ｘ４を接続し、二次並列回路接続部Ｐ１とする。また、一次並列回路接続部Ｙ１と一次並列回路接続部Ｙ３を接続し、二次並列回路接続部Ｑ２とする。また、一次並列回路接続部Ｙ２と一次並列回路接続部Ｙ４を接続し、二次並列回路接続部Ｑ１とする。また、一次並列回路接続部Ｚ１と一次並列回路接続部Ｚ３を接続し、二次並列回路接続部Ｒ２とする。また、一次並列回路接続部Ｚ２と一次並列回路接続部Ｚ４を接続し、二次並列回路接続部Ｒ１とする。
【００４０】
この発明の実施の形態２における電動機１では、これらのΔ結線接続部Ａ、Δ結線接続部Ｂ、Δ結線接続部Ｃに外部の給電部１６から給電し、駆動する。
なお、ここでは、給電部１６と一次並列回路接続部Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、二次並列回路接続部Ｐ１、Ｐ２、Ｑ１、Ｑ２、Ｒ１、Ｒ２及びΔ結線接続部Ａ、Ｂ、Ｃは、別部材としたが、給電部１６が、一次並列回路接続部、二次並列回路接続部またはΔ結線接続部のいずれか、あるいはその全てを兼ねていてもよい。
【００４１】
このような構成にすることによって、４並列回路を構成するための渡り線４９は必要となるが、従来の構造と比較すると、給電部側及び反給電部側の空きスペースＳ１、Ｓ２を有効に活用できるため、固定子軸線方向長さＬを低減し、電動機１の固定子軸線方向長さＬを短縮し、小型軽量な電動機１を得ることができる。
【００４２】
また、この実施の形態１では、磁極数１４、ティース２１の数１８、実施の形態２では、磁極数２８、ティース２１の数３６であるが、上記実施の形態１及び２の電動機１から磁極数とティース２１の数を一般化すると、磁極数をＭ、ティース２１の数をＮ、ｎを自然数としたとき、Ｍ＝（１８±４）ｎ、Ｎ＝１８ｎの関係で表される。
そして、この関係で電動機１の磁極数及びティース２１の数を定めることで、給電部側で導線が交差する箇所が削減でき、製造性が向上し、固定子軸線方向長さＬを短縮することができる。
また、占積率が向上し、かつトルクを向上することができる。
【００４３】
実施の形態３．
図１２は、この発明の実施の形態３の電動機１を示す縦断面図である。
この電動機は、回転子１３の極数が１０、固定子鉄心３のティース２１の数が１２である。
回転子１３は、シャフト１１と、シャフト１１の外側に設けられた回転子鉄心１４と、回転子鉄心１４の外周面に周方向に等間隔に１０個貼り付けられた永久磁石１５と、を有している。
なお、図１２では省略しているが永久磁石１５の外側に永久磁石１５の保護と飛散防止用にステンレスやアルミニウムなどの非磁性材料を円筒状にしたカバーで覆う場合がある。
【００４４】
固定子５は、固定子鉄心３と、この固定子鉄心３に巻装された電機子巻線４と、を有している。
固定子鉄心３は、円環状のコアバック２０と、コアバック２０から内径方向に延び、スロット２２を形成する計１２個のティース２１と、を有する。この例では、各ティース２１が、ティース２１の先端部から周方向両側へ突出する鍔部を有しており、隣接する２つのティース２１の鍔部同士が繋がっている。
電機子巻線４は、各ティース２１に導線を集中的に巻回された各コイル部により構成されている。
なお、図１２では簡単のため、電機子巻線４と固定子鉄心３との間に設けられるインシュレータや固定子鉄心３の外周に設けられるフレームを省略している。また、便宜的にティース２１には１〜１２までの番号を割り振っている。
ティース２１の各々に導線を集中的に巻回された構成された各コイル部について、Ｕ、Ｖ、Ｗの３相のいずれの相のコイル部か分かるように、便宜的に番号を付けて表している。
Ｕ相は、Ｕ１１、Ｕ１２、Ｕ２１、Ｕ２２の４個のコイル部、Ｖ相は、Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ２１、Ｖ２２の４個のコイル部、Ｗ相は、Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ２１、Ｗ２２の４個のコイル部からそれぞれ構成されている。
図１２に示すように、各相のコイル部は、ティース２１の番号１〜１２のそれぞれに対応して、Ｕ１１、Ｕ２１、Ｗ１２、Ｗ２２、Ｖ１１、Ｖ２１、Ｕ１２、Ｕ２２、Ｗ１１、Ｗ２１、Ｖ１２、Ｖ２２の順に並んで配置されている。
【００４５】
図１３は、電動機の電機子巻線４を示す巻線回路図である。
電機子巻線４は、第１の電機子巻線部２３と、第２の電機子巻線部２３とから構成されている。
第１の電機子巻線部２３は、第１のＵ相巻線部Ｕ１と、第１のＶ相巻線部Ｖ１と、第１のＷ相巻線部Ｗ１とから構成されている。第１のＵ相巻線部Ｕ１は、同相のコイル部であるＵ１１、Ｕ１２が直列に接続された同相巻線部である。第１のＶ相巻線部Ｖ１は、同相のコイル部であるＶ１１、Ｖ１２が直列に接続された同相巻線部である。第１のＷ相巻線部Ｗ１は、同相のコイル部であるＷ１１、Ｗ１２が直列に接続された同相巻線部である。
第２の電機子巻線部は、第２のＵ相巻線部Ｕ２と、第２のＶ相巻線部Ｖ２と、第２のＷ相巻線部Ｗ２とから構成されている。第２のＵ相巻線部Ｕ２は、同相のコイル部であるＵ２１、Ｕ２２が直列に接続された同相巻線部である。第２のＶ相巻線部Ｖ２は、同相のコイル部であるＶ２１、Ｖ２２が直列に接続された同相巻線部である。第２のＷ相巻線部Ｗ２は、同相のコイル部であるＷ２１、Ｗ２２が直列に接続された同相巻線部である。
隣接した、各コイル部Ｕ１１、Ｕ１２、Ｕ２１、Ｕ２２、Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ２１、Ｖ２２、Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ２１、Ｗ２２同士は、渡り線４９を介して接続されており、各同相巻線部Ｕ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２の両端部からはそれぞれ引き出し線５１が導出している。
第１のＵ相巻線部Ｕ１と第２のＵ相巻線部Ｕ２とは、軸線方向の一方に引き出された引き出し線５１を介して並列回路で接続され、同様に、第１のＶ相巻線部Ｖ１と第２のＶ相巻線部Ｖ２とは、軸線方向の一方に引き出された引き出し線５１を介して並列回路で接続され、また第１のＷ相巻線部Ｗ１と第２のＷ相巻線部Ｗ２とは、軸線方向の一方に引き出された引き出し線５１を介して並列回路で接続されている。
そして、電機子巻線４は、それぞれがΔ結線接続部Ａ、Ｂ、Ｃで接続されてΔ結線を構成している。
【００４６】
図１４は、電機子巻線４の結線説明図で、１２個のコイル部がどのように電気的に接続されているかを示す図である。
１２個並んだ四角形は、１番から１２番までの各ティース２１を表しており、各ティース２１に巻装されているコイル部をＵ１１、Ｕ２１、Ｗ２１、Ｗ２２、Ｖ１１、Ｖ１２、Ｕ２１、Ｕ２２、Ｗ１１、Ｗ１２、Ｖ２１、Ｖ２２と示している。
Ｕ１１とＵ１２が直列接続されて同相巻線部である第１のＵ相巻線部Ｕ１を構成している。このとき、Ｕ１１とＵ１２は導線の巻き方向が逆方向となっている。また、Ｕ２１とＵ２２が直列接続されて同相巻線部である第２のＵ相巻線部Ｕ２を構成している。このとき、Ｕ２１とＵ２２は導線の巻き方向が逆方向となっている。
Ｖ１１とＶ１２が直列接続されて同相巻線部である第１のＶ相巻線部Ｖ１を構成している。このとき、Ｖ１１とＶ１２は導線の巻き方向が逆方向となっている。また、Ｖ２１とＶ２２が直列接続されて同相巻線部である第２のＶ相巻線部Ｖ２を構成している。このとき、Ｖ２１とＶ２２は導線の巻き方向が逆方向となっている。
Ｗ１１とＷ１２が直列接続されて同相巻線部である第１のＷ相巻線部Ｗ１を構成している。このとき、Ｗ１１とＷ１２は導線の巻き方向が逆方向となっている。また、Ｗ２１とＷ２２が直列接続されて同相巻線部である第２のＷ相巻線部Ｗ２を構成している。このとき、Ｗ２１とＷ２２は導線の巻き方向が逆方向となっている。
なお、図１４において、同相巻線部である、第１のＵ相巻線部Ｕ１、第２のＵ相巻線部Ｕ２、第１のＶ相巻線部Ｖ１、第２のＶ相巻線部Ｖ２、第１のＷ相巻線部Ｗ１、第２のＷ相巻線部Ｗ２の各符号、Ｕ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２は省略している。
【００４７】
この発明の実施の形態３における電動機において、直列接続されている第１のＵ相巻線部Ｕ１では、Ｕ１１とＵ１２が、軸線方向一方に引き出し線５１が引き出され、渡り線４９を介して軸線方向他方で接続される。同様に、第２のＵ相巻線部Ｕ２では、Ｕ２１とＵ２２が、軸線方向一方に引き出し線５１が引き出され、渡り線４９を介して軸線方向他方で接続される。
第１のＶ相巻線部Ｖ１では、Ｖ１１とＶ１２が、軸線方向一方に引き出し線５１が引き出され、渡り線４９を介して軸線方向他方で接続される。同様に、第２のＶ相巻線部Ｖ２では、Ｖ２１とＶ２２が、軸線方向一方に引き出し線５１が引き出され、渡り線４９を介して軸線方向他方で接続される。
第１のＷ相巻線部Ｗ１では、Ｗ１１とＷ１２が、軸線方向一方に引き出し線５１が引き出され、渡り線４９を介して軸線方向他方で接続される。同様に、第２のＷ相巻線部Ｗ２では、Ｗ２１とＷ２２が、軸線方向一方に引き出し線５１が引き出され、渡り線４９を介して軸線方向他方で接続される。
【００４８】
このように、この発明の実施の形態３の電動機では、引き出し線５１は、各直列回路に接続された導線の巻き始めと巻き終わりから、軸線方向一方に、電動機全体として１２本出る。
即ち、固定子鉄心３に巻装されたコイル部のうち、Ｕ１１とＵ２１、Ｕ１２とＵ２２、Ｖ１１とＶ２１、Ｖ１２とＶ２２、Ｗ１１とＷ２１、Ｗ１２とＷ２２といった、周方向に同相のコイル部が２つ隣り合う箇所から引き出し線５１が出る構造となる。即ち、互いに異なる２つの同相巻線部Ｕ１とＵ２、Ｖ１とＶ２、Ｗ１とＷ２のうち、一方の同相巻線部Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１では、引き出し線５１が引き出されたコイル部Ｕ１１、Ｕ１２、Ｖ１１、Ｖ１２、Ｗ１１、Ｗ１２が第１のコイル部とされ、他方の同相巻線部Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２では、引き出し線５１が引き出されたコイル部Ｕ２１、Ｕ２２、Ｖ２１、Ｖ２２、Ｗ２１、Ｗ２２が第２のコイル部とされており、第１のコイル部は、第２のコイル部に固定子鉄心３の周方向で隣接して配置されている。また、第１のコイル部の相は、第１のコイル部に隣接して配置されている第２のコイル部の相と同相になっている。一方、同相巻線部を接続する渡り線４９は軸線方向他方に引き出される。
これらの周方向に隣り合う２つの同相コイル部から出された引き出し線５１を接続することで、各相が一組の２並列回路からなる構成となる。
【００４９】
図１４において、Ｘ１は、周方向に隣り合うＵ１１とＵ２１を接続した並列回路接続部である。同様に、Ｘ２は、周方向に隣り合うＵ１２とＵ２２を接続した並列回路接続部である。
また、Ｙ１は、周方向に隣り合うＶ１１とＶ２１を接続した並列回路接続部である。同様に、Ｙ２は、周方向に隣り合うＶ１２とＶ２２を接続した並列回路接続部である。
また、Ｚ１は、周方向に隣り合うＷ１１とＷ２１を接続した並列回路接続部Ｚ１である。同様に、Ｚ２は、周方向に隣り合うＷ１２とＷ２２を接続した並列回路接続部Ｚ２である。
【００５０】
この実施の形態３における電動機では、６つの並列回路接続部Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ、Ｚ１、Ｚ２を有する３相２並列電動機である。
これら６つの並列回路接続部Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ、Ｚ１、Ｚ２のうち、周方向に隣り合う異相の並列回路接続部Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ、Ｚ１、Ｚ２を接続することにより、電機子巻線４は、Δ結線を構成する。
即ち、Ａは、周方向に隣り合う並列回路接続部Ｙ２と並列回路接続部Ｚ１を接続したΔ結線接続部であり、Ｂは、周方向に隣り合う並列回路接続部Ｘ１と並列回路接続部Ｚ２を接続したΔ結線接続部であり、Ｃは、周方向に隣り合う並列回路接続部Ｘ２と並列回路接続部Ｙ１を接続したΔ結線接続部である。
【００５１】
この形態３における電動機では、これらの各Δ結線接続部Ａ、Ｂ、Ｃに外部の給電部から給電し、駆動する。
なお、ここでは、給電部と並列回路接続部Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ、Ｚ１、Ｚ２及びΔ結線接続部Ａ、Ｂ、Ｃは別部材としたが、給電部が、並列回路接続部またはΔ結線接続部、あるいはその両方を兼ねていてもよい。
【００５２】
この実施の形態１における電動機１では、直列回路上に接続された同相のコイル部を接続する渡り線４９がプーリ１７側で接続されているため、反給電部側の空きスペースＳ１を有効に活用することができ、結果として電動機１の固定子軸線方向長さＬ２は、上記Ｌ１と比較して短くなる。
このような構成にすることによって、プーリ側で渡り線４９が互いに交差する箇所は一つもないため、巻線作業が容易になり、工作性が向上する。
また、給電部側の空きスペースＳ２で、隣り合うＵ相コイル部Ｕ１１とＵ２１、Ｕ１２とＵ２２、Ｖ１１とＶ２１、Ｖ１２とＶ２２、Ｗ１１とＷ２１、Ｗ１２とＷ２２をそれぞれ引き出し線５１を介して並列回路接続部Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２、Ｚ１、Ｚ２で接続し、さらにそれぞれをΔ結線接続部Ａ、Ｂ、Ｃで接続することで３相２並列のΔ結線を構成することができるため、電動機の固定子軸線方向長さＬ２を短縮し、小型軽量な電動機を得ることができる。
なお、ここでは、直列回路に接続される各同相のコイル部が連続的に巻回され、反給電部側の空きスペースＳ１には渡り線４９を配置されるとしたが、空きスペースＳ１に収まる結線板等の部材を設け、渡り線４９を配置しても同様の効果が得られる。
また、ひとつのスロット２２には単一の相のコイル部のみが配置され、異相のコイル部が混在しないため、占積率を向上し、かつ、トルクを向上することができるといった効果が得られる。
また、この実施の形態３では、磁極数１０、ティース２１の数１２であるが、上記実施の形態３の電動機から磁極数とティース２１の数を一般化すると、磁極数をＭ、ティースの数をＮ、ｎを自然数としたとき、Ｍ＝（１２±２）ｎ、Ｎ＝１２ｎの関係で表される。
そして、この関係で電動機の磁極数及びティース２１の数を定めることで、給電部側で導線が交差する箇所が削減でき、製造性が向上し、固定子軸線方向長さＬを短縮することができる。
また、占積率が向上し、かつトルクを向上することができる。
【００５３】
実施の形態４．
この実施の形態４の電動機１では、各直列回路を構成するコイル部のうち、引き出し線５１の無いコイル部であるＵ１２、Ｕ２２、Ｖ１２、Ｖ２２、Ｗ１２、Ｗ２２の導線のターン数をＴ１（Ｔ１は自然数）、各直列回路を構成するコイル部のうち、引き出し線５１を有するコイル部であるＵ１１、Ｕ１３、Ｕ２１、Ｕ２３、Ｖ１１、Ｖ１３、Ｖ２１、Ｖ２３、Ｗ１１、Ｗ１３、Ｗ２１、Ｗ１３の導線のターン数をＴ２（Ｔ２は０.５の奇数倍）としたとき、Ｔ１＞Ｔ２の関係にある。
【００５４】
図１５は、この実施の形態４の同相巻線部である第２のＵ相巻線部Ｕ２における相コイル部Ｕ２１、Ｕ２２、Ｕ２３の電気角位相をベクトル図で示したものであり、ベクトルの長さが各ティース２１に巻装されたコイル部が発生する起磁力の強さを示し、ベクトルの角度が各ティース２１に巻装されたコイル部の電気角位相を示している。
コイル部が発生する起磁力の強さは導線のターン数と電流の大きさの積に比例するため、同図のベクトルの長さはターン数に比例する。
【００５５】
コイル部Ｕ２１、Ｕ２２、Ｕ２３は順に電気角位相差２０°で固定子５の周方向に配置される。よって、電気角位相差が最も大きいのはコイル部Ｕ２１とＵ２３であり、その電気角位相差は４０°である。ここで、コイル部Ｕ２１を基準として電気角θ=０・とおくと、コイル部Ｕ２２の電気角は２０・でありθ2=２０・となり、コイルＵ２３の電気角は４０・でありθ3=４０・となる。
この実施の形態４では、コイル部Ｕ２２の導線のターン数が、直列接続された他のコイル部より大きい多巻コイルであり、発生する電磁界がコイル部Ｕ２１、Ｕ２３より強いため、ベクトル長さが他に比べて大きく示されている。
比較用に、すべてのコイル部の導線のターン数が等しい構成の第２の電機子巻線部２４におけるコイル部Ｕ２１、Ｕ２、Ｕ２３に発生する起磁力ベクトルを図１６に示す。
Ｕ相が発生する起磁力の強さは、合成ベクトルの長さで表される。
したがって、この発明の形態４の電動機１では、すべてのコイル部のターン数が等しい場合と比較し、電気角位相が中央に位置するベクトルが大きくなり、合成ベクトル長さが増加し、起磁力の強さを増加させることができる。
これにより、電動機１の固定子５と回転子１３の磁気的空隙部間における磁束密度を増加させ、トルクを向上させることができる。
【００５６】
実施の形態５．
図１７は、この発明の実施の形態５の電動機１における電機子巻線４の結線説明図で、１８個のコイル部がどのように電気的に接続されているかを示す図であり、図１８は、図１７の電機子巻線４の回路図である。
図１７おいて、１８個並んだ四角形は１番から１８番までのティース２１を表しており、各ティース２１に導線が巻き回されているコイル部がＵ２２、Ｖ１１、Ｖ２１、Ｗ１２、Ｕ２３、Ｕ１３、Ｖ２２、Ｗ１１、Ｗ２１、Ｕ１２、Ｖ２３、Ｖ１３、Ｗ２２、Ｕ１１、Ｕ２１、Ｖ１２、Ｗ２３、Ｗ１３である。
導線の巻き方向が同じとなっている、Ｕ１１とＵ２２とＵ１３は直列接続されて第１のＵ相巻線部Ｕ１を構成している。
このとき、同一直列回路上の隣接した各同相のコイル部同士は、互いに４箇所のティース２１を飛び越えて５番目のティース２１に配置されている。
なお、Ｕ２１とＵ１２とＵ２３が直列接続されて構成された第２のＵ相巻線部Ｕ２、Ｖ１１とＶ２２とＶ１３が直列接続されて第１のＶ相巻線部Ｖ１、Ｖ２１とＶ１２とＶ２３が直列接続されて第２のＶ相巻線部Ｖ２、Ｗ１１とＷ２２とＷ１３が直列接続されて第１のＷ相巻線部Ｗ１、及びＷ１１とＷ２２とＷ１３と直列接続された第２のＷ相巻線部Ｗ２についても、第１のＵ相巻線部Ｕ１と同様に、各相コイル部での導線の巻き方向が同じであり、また同一直列回路上の隣接した各同相コイル部同士は、互いに４箇所のティース２１を飛び越えて５番目のティース２１に配置されている。
【００５７】
このような結線としたときも、実施の形態１及び２の電動機１と同様の効果が得られる。
さらに、電動機１に作用する空間次数２の電磁加振力を大幅に低減することができる。
これは、図４に示すように、例えばコイル部Ｕ１１、Ｕ２２、Ｕ１３、コイル部Ｕ２１、Ｕ１２、Ｕ２３のように機械角２００度の間に分散して配置された３つのコイル部が直列接続され、また第１のＵ相巻線部Ｕ１と第２のＵ相巻線部Ｕ２とが互いに機械角１８０度ずれた位置に配置されているので、第１のＵ相巻線部Ｕ１と第２のＵ相巻線部Ｕ２の電流がアンバランスになったときの電磁力をより小さくすることができるためである。
第１のＶ相巻線部Ｖ１、第２のＶ相巻線部Ｖ２、第１のＷ相巻線部Ｗ１、第２のＷ相巻線部Ｗ２も、第１のＵ相巻線部Ｕ１、第２のＵ相巻線部Ｕ２と同様の配置である。
したがって、製造上、抵抗値やインダクタンスの値等にばらつきが生じ、電動機１を構成する第１の電機子巻線部２３と第２の電機子巻線部２４の電流にアンバランスが発生しても、アンバランスな電磁力が小さくなって振動を小さくできるという効果がある。
特に、上記電動機１が搭載された電動パワーステアリング装置においては、電動機１が発生するコギングトルクやトルクリップルはギヤを介して運転者に伝わるため、良好な操舵感覚を得るためにはコギングトルクやトルクリップルが小さい方が望ましく、電動機１が動作するときの振動・騒音も小さいできる効果が大である。
【００５８】
実施の形態６．
図１９は、この発明の実施の形態６の電動機１における電機子巻線４の結線説明図、図２０は、この発明の実施の形態６の電動機１を示す正断面図、図２１は実施の形態６における電動機１とＥＣＵ２の回路を説明する説明図である。
この実施の形態６の電動機１の構成は、図７に示した実施の形態１の電機子巻線４の結線説明図から分かるように、各引き出された各引き出し線５１の接続対象が異なる他は、実施の形態１のものと同じである。
この実施の形態では、各相における周方向に隣り合う２つの同相のコイルである、コイル部Ｕ１１、Ｕ２１、コイル部Ｕ１３、Ｕ２３、コイル部Ｖ１１、Ｖ２１、コイル部Ｖ１３、Ｖ２３、コイル部Ｗ１１、Ｗ２１、コイル部Ｗ１３、Ｗ２３からそれぞれ引き出し線５１が出されており、コイル部Ｕ１１とＶ１３を接続してΔ結線接続部Ｃ１とする。
同様に、コイル部Ｕ２１とＶ２３を接続してΔ結線接続部Ｃ２とする。また、コイル部Ｗ１１とＵ１３を接続してΔ結線接続部Ｂ１とする。また、コイル部Ｗ２１とＵ２３を接続してΔ結線接続部Ｂ２とする。また、コイル部Ｖ１１とＷ１３を接続してΔ結線接続部Ａ１とする。コイル部Ｖ２１とＷ２３を接続してΔ結線接続部Ａ２とする。
【００５９】
図２０から分かるように、Δ結線接続部Ａ１は、Δ結線接続部Ａ２よりも電動機１の外周側に配置されている。また、Δ結線接続部Ｂ１は、Δ結線接続部Ｂ２よりも電動機１の外周側に配置されている。また、Δ結線接続部Ｃ１は、Δ結線接続部Ｃ２よりも電動機１の外周側に配置されている。
このような構造にすることにより、給電部側で導線が交差する箇所が一つもなくなるので、巻線作業が容易となり、製造性が向上する。また、固定子軸線方向長さＬを短縮し、電動機１を小型軽量化できる。
なお、Δ結線接続部Ａ１、Δ結線接続部Ａ２、Δ結線接続部Ｂ１、Δ結線接続部Ｂ２、Δ結線接続部Ｃ１及びΔ結線接続部Ｃ２の配置については、Δ結線接続部Ａ１をΔ結線接続部Ａ２よりも電動機１の内周側に配置し、Δ結線接続部Ｂ１をΔ結線接続部Ｂ２よりも電動機１の内周側に配置し、Δ結線接続部Ｃ１をΔ結線接続部Ｃ２よりも電動機１の内周側に配置するようにしても、同様の効果が得られることは、言うまでもない。
【００６０】
図２１において、電動機１の電機子巻線４は第１のＵ相巻線部Ｕ１、第１のＶ相巻線部Ｖ１、第１のＷ相巻線部Ｗ１によって構成される第１の電機子巻線部２３と第２のＵ相巻線部Ｕ２、第２のＶ相巻線部Ｖ２、第２のＷ相巻線部Ｗ２によって構成される第２の電機子巻線部２４とから構成される。
ＥＣＵ２は２台の第１及び第２のインバータ２８Ａ、２８Ｂから構成されていて、それぞれのインバータ２８Ａ、２８Ｂから２つの電機子巻線部２３、２４に３相の電流を供給する。ＥＣＵ２にはバッテリなどの電源２９から直流電源が供給されており、ノイズ除去用のコイル３０を介して、電源リレー３１Ａ、３１Ｂが接続されている。図２１では電源２９がＥＣＵ２の内部にあるかのように描かれているが、実際はバッテリ等の外部の電源からコネクタを介して、電力が供給される。
２個の電源リレー３１Ａ、３１Ｂは、それぞれ２個のＭＯＳ−ＦＥＴで構成され故障時などは電源リレー３１Ａ、３１Ｂを開放して、過大な電流が流れないようにする。
なお、図２１では、電源リレー３１Ａ、３１Ｂは、電源２９、コイル３０の順に接続されているが、コイル３０よりも電源２９に近い位置に設けられてもよいことは言うまでもない。
コンデンサ３３Ａ、３３Ｂは、平滑コンデンサである。
図２１ではそれぞれ１個のコンデンサ３３Ａ、３３Ｂで構成されているが、複数のコンデンサを並列に接続されて構成してもよいことは言うまでもない。
それぞれのインバータ２８Ａ、２８Ｂは、それぞれ６個のＭＯＳ−ＦＥＴを用いたブリッジで構成されている。
第１のインバータ２８Ａでは、第１のＭＯＳ−ＦＥＴ３４Ａ、第２のＭＯＳ−ＦＥＴ３５Ａが直列接続され、第３のＭＯＳ−ＦＥＴ３６Ａ、第４のＭＯＳ−ＦＥＴ３７Ａが直列接続され、第５のＭＯＳ−ＦＥＴ３８Ａ、第６のＭＯＳ−ＦＥＴ３９Ａが直列接続されている。さらに、この直列に接続された３組のＭＯＳ−ＦＥＴが並列に接続されている。
さらに、下側の３つの第２のＭＯＳ−ＦＥＴ３５Ａ、第４のＭＯＳ−ＦＥＴ３７Ａ、第６のＭＯＳ−ＦＥＴ３９ＡのＧＮＤ（グランド）側にはそれぞれ第１のシャント４０Ａ、第２のシャント４１Ａ及び第３のシャント４２Ａが接続されている。これらシャント４０Ａ、４１Ａ、４２Ａは、電流値の検出に用いられる。
なお、シャント４０Ａ、４１Ａ、４２Ａは、３個の例を示したが、２個のシャントであってもよいし、１個のシャントであっても電流検出は可能であるため、そのような構成であってもよいことは言うまでもない。
【００６１】
電動機１側への電流の供給は、図２１に示すように第１のＭＯＳ−ＦＥＴ３４Ａ、第２のＭＯＳ−ＦＥＴ３５Ａの間から給電部１６を通じて電動機１の第１のＵ相巻線部Ｕ１へ、第３のＭＯＳ−ＦＥＴ３６Ａ、第４のＭＯＳ−ＦＥＴ３７Ａの間から給電部１６を通じて電動機１の第１のＶ相巻線部Ｖ１へ、第５のＭＯＳ−ＦＥＴ３８Ａ、第６のＭＯＳ−ＦＥＴ３９Ａの間から給電部１６を通じて電動機１の第１のＷ相巻線部Ｗ１へそれぞれ供給される。
【００６２】
第２のインバータ２８Ｂも同様の構成で、インバータ２８Ｂでは、第１のＭＯＳ−ＦＥＴ３４Ｂ、第２のＭＯＳ−ＦＥＴ３５Ｂが直列接続され、第３のＭＯＳ−ＦＥＴ３６Ｂ、第４のＭＯＳ−ＦＥＴ３７Ｂが直列接続され、第５のＭＯＳ−ＦＥＴ３８Ｂ、第６のＭＯＳ−ＦＥＴ３９Ｂが直列接続されている。さらに、この直列に接続された３組のＭＯＳ−ＦＥＴが並列に接続されている。さらに、下側の３つの第２のＭＯＳ−ＦＥＴ３５Ｂ、第４のＭＯＳ−ＦＥＴ３７Ｂ、第６のＭＯＳ−ＦＥＴ３９ＢのＧＮＤ（グランド）側にはそれぞれ第１のシャント４０Ｂ、第２のシャント４１Ｂ及び第３のシャント４２Ｂが接続されている。これらシャント４０Ｂ、４１Ｂ、４２Ｂは、電流値の検出に用いられる。なお、シャント４０Ｂ、４１Ｂ、４２Ｂは、３個の例を示したが、２個のシャントであってもよいし、１個のシャントであっても電流検出は可能であるため、そのような構成であってもよいことは言うまでもない。
【００６３】
電動機１側への電流の供給は、図２１に示すように第１のＭＯＳ−ＦＥＴ３４Ｂ、第２のＭＯＳ−ＦＥＴ３５Ｂの間から給電部１６を通じて電動機１の第２のＵ相巻線部Ｕ２へ、第３のＭＯＳ−ＦＥＴ３６Ｂ、第４のＭＯＳ−ＦＥＴ３７Ｂの間から給電部１６を通じて電動機１の第２のＶ相巻線部Ｖ２へ、第５のＭＯＳ−ＦＥＴ３８Ｂ、第６のＭＯＳ−ＦＥＴ３９Ｂの間から給電部１６を通じて電動機１の第２のＷ相巻線部Ｗ２へそれぞれ供給される。
【００６４】
２台のインバータ２８Ａ、２８Ｂは、電動機１に備えられたＭＲセンサ等の回転角度センサ１２０によって検出した回転角度に応じて制御回路（図示しない）からＭＯＳ−ＦＥＴに信号を送ることでスイッチングし、第１の電機子巻線部２３と第２の電機子巻線部２４に所望の３相電流を供給する。
図１９、図２０で示したΔ結線接続部Ａ１、Δ結線接続部Ｂ１、Δ結線接続部Ｃ１は、図２１で示した第１のインバータ２８Ａに接続される。また、図１９、図２０で示したΔ結線接続部Ａ２、Δ結線接続部Ｂ２、Δ結線接続部Ｃ２は、図２１で示した第２のインバータ２８Ｂに接続される。
なお、ここでは、給電部１６とΔ結線接続部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２は別部材としたが、給電部１６が、Δ結線接続部を兼ねていてもよい。
【００６５】
この実施の形態６の電動機１によれば、次のような効果が得られる。
まず、図２１では２個の電機子巻線部２３、２４を、電動機１の外部で並列接続しているので、電動機１内部で短絡が生じても電気的に独立した回路であれば、正常なインバータ２８Ａ、２８Ｂと電機子巻線部２３、２４でトルクを発生できるので短絡時の影響を低減できるという効果がある。
また、１台のインバータ２８のみで電動機１を駆動した場合、電機子巻線４の配置がアンバランスになり電動機１の振動、騒音が増大するといった課題がある。
これに対して、この実施の形態５の電動機１によれば、実施の形態１の電動機１と同様に、第１の電機子巻線部２３の構成要素であるコイル部と、第２の電機子巻線部２４の構成要素であるコイル部とは、固定子鉄心３の周方向に沿って各ティース２１に交互に配置されており、コイル部がこのように配置された第１の電機子巻線部２３及び第２の電機子巻線部２４に、それぞれのインバータ２８Ａ、２８Ｂから個別に通電されるので、電動機１の振動、騒音が低減される。
また、２台のインバータ２８Ａ、２８Ｂで電動機１を駆動した場合、２台のインバータ２８Ａ、２８Ｂの電流、電圧にアンバランスが生じると電動機１の振動、騒音が増大するといった課題がある。
これに対して、この実施の形態６の電動機１によれば、実施の形態１の電動機１と同様に、第１の電機子巻線部２３と第２の電機子巻線部２４とのそれぞれのコイル部が互いに１８０度回転対称に配置されているため、振動、騒音が低減される。
なお、図２１では、モータリレーのない例を示したが、モータリレーを設けることで、故障時にはモータリレーを開放することでブレーキトルクを小さくするなどの対策を講じることができる。
また、この実施の形態６の電動機１では、実施の形態１の電動機１と同様に、Ｕ相、Ｖ相及びＶ相の各同相巻線部の３個のコイル部の中間のコイル部の導線の巻き方向が、他の２個のコイル部の導線の巻き方向と異なっていたが、実施の形態５の電動機１と同様に、Ｕ相、Ｖ相及びＶ相の各同相巻線部の３個のコイル部の導線の巻き方向が、３個とも同じで、また同一直線回路上の隣接した各同相コイル部同士は、互いに４箇所のティース２１を飛び越えて５番目のティース２１に配置することで、実施の形態５の電動機１と同様に、種々のばらつきに起因して発生する振動騒音が低減できるといった効果がある。そして、仮に２個のインバータ２８Ａ、２８Ｂが故障した場合でもアンバランスな電磁力が小さくなって振動を小さくできるという効果がある。
【００６６】
実施の形態７. 
図２２は、この発明の実施の形態７の電動機１の電機子巻線４の結線説明図、図２３は、この電動機１の正断面図である。
この実施の形態７の電動機１の構成は、図７に示した実施の形態１の電機子巻線４の結線説明図から分かるように、各引き出された各引き出し線５１の接続対象が異なる他は、実施の形態１のものと同じである。
この電動機１では、各相の周方向に隣り合う２つの同相コイル部である、コイル部Ｕ１１、Ｕ２１、コイル部Ｕ１３、Ｕ２３、コイル部Ｖ１１、Ｖ２１、コイル部Ｖ１３、Ｖ２３、コイル部Ｗ１１、Ｗ２１、コイル部Ｗ１３、Ｗ２３から引き出し線５１がそれぞれ出されており、Ｕ１１とＶ１３を接続してΔ結線接続部Ｃ１とする。同様に、Ｕ２１とＷ２３を接続してΔ結線接続部Ｂ２とする。また、Ｗ１１とＵ１３を接続してΔ結線接続部Ｂ１とする。また、Ｗ２１とＶ２３を接続してΔ結線接続部Ａ２とする。また、Ｖ１１とＷ１３を接続してΔ結線接続部Ａ１とする。また、Ｖ２１とＵ２３を接続してΔ結線接続部Ｃ２とする。
同図で示したΔ結線接続部Ａ１、Δ結線接続部Ｂ１、Δ結線接続部Ｃ１を図２１で示した第１のインバータ２８Ａに接続する。同様に、同図で示したΔ結線接続部Ａ２、Δ結線接続部Ｂ２、Δ結線接続部Ｃ２を図２１で示した第２のインバータ２８Ｂに接続する。
【００６７】
この実施の形態７の電動機１によれば、図２３からわかるように、給電部側で各ティース２１の上には１本の導線のみが配置される構成となるので、巻線作業が容易となり、製造性が向上する。また、固定子軸線方向長さＬを短縮し、電動機１を小型軽量化できるといった効果が得られる。
なお、この実施の形態７の電動機１では、実施の形態１の電動機１と同様に、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各同相巻線部の３個のコイル部の中間のコイル部の導線の巻き方向が、他の２個のコイル部の導線の巻き方向と異なっていたが、実施の形態４の電動機１と同様に、Ｕ相、Ｖ相及びＶ相の各同相巻線部の３個のコイル部の導線の巻き方向が、３個とも同じで、また同一直線回路上の隣接した各同相コイル部同士は、互いに４箇所のティース２１を飛び越えて５番目のティース２１に配置することで、実施の形態５の電動機１と同様に、種々のばらつきに起因して発生する振動騒音が低減できるといった効果がある。そして、仮に２個のインバータ２８Ａ、２８Ｂが故障した場合でもアンバランスな電磁力が小さくなって振動を小さくできるという効果がある。
【００６８】
実施の形態８.
図２４は、この発明の実施の形態８における電動機１の巻線回路図、図２５は、この電動機１の電機子巻線４の結線説明図である。
この実施の形態８の電動機１の構成は、図７に示した実施の形態１の電機子巻線４の結線説明図から分かるように、各引き出された各引き出し線５１の接続対象が異なる他は、実施の形態１のものと同じである。
この実施の形態８では、図２４において左側はＵ１−とＶ１−とＷ１−を電気的に接続して中性点Ｎ１としＹ結線としている。一方、右側はＵ２−とＶ２−とＷ２−を電気的に接続して中性点Ｎ２としている。
また、隣り合う３つの異相の接続部である、並列回路接続部Ｘ２、並列回路接続部Ｙ１、並列回路接続部Ｚ１を接続し、中性点とする。また、他方の隣り合う３つの接続部である、並列回路接続部Ｘ１、並列回路接続部Ｙ２、並列回路接続部Ｚ２に外部の三相交流電源から給電し、駆動する。
このような構成にすることによって、中性点を接続するための渡り線４９は必要となるが、給電部側に導線が交差する箇所が一つもなく、巻線作業が容易になり、工作性が向上する。
また、電動機１の固定子軸線方向長さＬを短縮し、小型軽量な電動機１を得ることができる。
さらに、各直列回路を構成するコイル部のうち、引き出し線５１をもたないコイル部であるＵ１２、Ｕ２２、コイル部Ｖ１２、Ｖ２２、コイル部Ｗ１２、Ｗ２２の導線のターン数をＴ（Ｔは自然数）とすると、各直列回路を構成するコイル部のうち、引き出し線５１を有するコイル部であるＵ１１、Ｕ１３、Ｕ２１、Ｕ２３、Ｖ１１、Ｖ１３、Ｖ２１、Ｖ２３、Ｗ１１、Ｗ１３、Ｗ２１、Ｗ１３の導線のターン数はＴ±０．５ターンとなるため、全てのコイル部のターン数を整数とした場合と比べ、占積率を向上し、トルクを向上することができるといった効果が得られる。
なお、この実施の形態８の電動機１では、実施の形態１の電動機１と同様に、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各同相巻線部の３個のコイル部の中間のコイル部の導線の巻き方向が、他の２個のコイル部の導線の巻き方向と異なっていたが、実施の形態５の電動機１と同様に、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各同相巻線部の３個のコイル部の導線の巻き方向が、３個とも同じで、また同一直線回路上の隣接した各同相コイル部同士は、互いに４箇所のティース２１を飛び越えて５番目のティース２１に配置しても同様の効果を得ることができる。
【００６９】
実施の形態９.
図２６は、この発明の実施の形態９の電動機１を示す正断面図である。
この実施の形態９の電動機では、回転子１３は、シャフト１１と、シャフト１１の外側に設けられた回転子鉄心１４と、この回転子鉄心１４に周方向に等間隔に１４個埋め込まれている断面形状が四角形状の永久磁石１５と、を備えている。
一般にこのような磁石埋め込み型の電動機１は、図３に示す表面磁石型に比べて、等価的なエアギャップが小さく、トルクを向上することができる。
固定子５の構成は実施の形態１の電動機１と同じであり、固定子軸線方向長さＬを短縮することができる。即ち、高トルク化と小型化の両立が可能となる。
さらに、永久磁石１５は、断面形状が四角形状であるため、永久磁石１５の加工コストを低減でき、また永久磁石を飛散防止するために、表面の各永久磁石を円筒形状のカバーで覆うことは不要となるため、電動機１を低コスト化できるという効果がある。
【００７０】
実施の形態１０．
図２７は、この発明の実施の形態１０の電動機１を示す正断面図である。
この実施の形態１０の電動機では、回転子１３は、シャフト１１と、シャフト１１の外側に設けられた回転子鉄心１４と、この回転子鉄心１４に周方向に等間隔に１４個埋め込まれている、径方向長さが周方向長さに比べて長い永久磁石１５と、を備えている。
この実施の形態の場合、隣り合う永久磁石１５の向かい合う面が互いに同じ極になるように着磁されている。
このような着磁方向とすることで、磁束を回転子鉄心１４に集中させて、磁束密度を高めるという効果がある。また、隣り合う永久磁石１５の間には回転子鉄心１４が介在する。この回転子鉄心１４の固定子５側に対向する面は曲面部を有し、その曲面の形状が隣り合う永久磁石１５間の中間地点において固定子５との空隙長が短くなるような凸形状の曲面を形成している。
このような形状により、空隙に発生する磁束密度の波形を滑らかにできるため、コギングトルクやトルクリップルを小さくすることができる。
さらに、永久磁石１５の内径側の端面に接するように非磁性部を設けている。
ここは、空気としてもよいし、樹脂を充填してもよいし、ステンレスやアルミニウムのような非磁性の金属を挿入してもよい。
このようにすることで、永久磁石１５の漏れ磁束を低減することができる。
隣り合う永久磁石１５の間の回転子鉄心１４とシャフト１１の外周を囲うように設けられた回転子鉄心１４の間に連結部が設けられている。これは両者を機械的に連結する働きを持っている。
また、永久磁石１５は、径方向長さが周方向長さに比べて長いため、磁束を回転子鉄心１４に集中させることができ高トルクとなる。
また、固定子５は、実施の形態１の固定子５と同じであり、固定子軸線方向長さＬを短縮することができる。即ち、高トルク化と小型化の両立が可能となる。
【００７１】
なお、上記各実施の形態では、回転電機として、三相の電機子巻線を有する電動機について説明したが、これは一例であり、三相以外の多相の電機子巻線を有する電動機であってもよい。
また、電動パワーステアリング装置に搭載される電動機は一例であり、工作用、運搬用等に利用される電動機であってもよい。
また、発電機にもこの発明は適用できる。
【符号の説明】
【００７２】
１  電動機（回転電機）、２  ＥＣＵ、３  固定子鉄心、４  電機子巻線、５  固定子、６  フレーム、７  ハウジング、８  ボルト、９  第１の軸受、１０  第２の軸受、１１  シャフト、１２  壁部、１３  回転子、１４  回転子鉄心、１５  永久磁石、１６  給電部、２０  コアバック、２１  ティース、２２  スロット、２３  第１の電機子巻線部、２４  第２の電機子巻線部、２８  インバータ、２８Ａ  第１のインバータ、２８Ｂ  第２のインバータ、２９  電源、３０  コイル、３１、３１Ａ、３１Ｂ  電源リレー、３３、３３Ａ、３３Ｂ  コンデンサ、３４、３４Ａ、３４Ｂ  第１のＭＯＳ−ＦＥＴ、３５、３５Ａ、３５Ｂ  第２のＭＯＳ−ＦＥＴ、３６、３６Ａ、３６Ｂ  第３のＭＯＳ−ＦＥＴ、３７、３７Ａ、３７Ｂ  第４のＭＯＳ−ＦＥＴ、３８、３８Ａ、３８Ｂ  第５のＭＯＳ−ＦＥＴ、３９、３９Ａ、３９Ｂ  第６のＭＯＳ−ＦＥＴ、４０  第１のシャント、４１  第２のシャント、４２  第３のシャント、４９  渡り線、５０  コイルエンド、５１  引き出し線、１００  電源駆動装置、１０１  シャフト、１０２  トルクセンサ、１０３  第１のコネクタ、１０５  第２のコネクタ、１０６  電源コネクタ、１０７  ギヤボックス、１０８  ハウジング、１０９  タイロッド、１２０  回転角度センサ、１２１  センサ用永久磁石、１２２  制御基板、  Ａ、Ｂ、Ｃ  Δ結線接続部、Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２、Ｚ１、Ｚ２  並列回路接続部、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４  一次並列回路接続部、Ｐ１、Ｐ２、Ｑ１、Ｑ２、Ｒ１、Ｒ２  二次並列回路接続部、Ｕ１〜Ｕ４  第１〜第４のＵ相巻線部（同相巻線部）、Ｖ１〜Ｖ４  第１〜第４のＶ相巻線部（同相巻線部）、Ｗ１〜Ｗ４  第１〜第４のＷ相巻線部（同相巻線部）、Ｓ１、Ｓ２  空きスペース。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成29年1月6日(2017.1.6)
【手続補正１】
【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】
複数の磁極を有する回転子と、
この回転子を囲って設けられ、固定子鉄心およびこの固定子鉄心に巻装された電機子巻線を有する固定子と、を備え、
前記固定子鉄心は、円環状のコアバックと、前記コアバックから前記回転子の内径側方向に延びた複数のティースとを有し、
前記電機子巻線は、複数の同相巻線部で構成され、
各前記同相巻線部は、同相の複数のコイル部を有し、
前記複数のコイル部は、前記複数のティースのそれぞれに導線が集中的に巻回されて構成され、
各前記同相巻線部では、同相の複数のコイル部同士が渡り線を介して直列に接続され、
各前記同相巻線部からは、複数の引き出し線がそれぞれ引き出されており、
互いに異なる２つの前記同相巻線部のうち、一方の前記同相巻線部では、前記引き出し線が引き出された前記コイル部が第１のコイル部とされ、他方の前記同相巻線部では、前記引き出し線が引き出された前記コイル部が第２のコイル部とされており、
前記第１のコイル部の相は、前記第２のコイル部の相と同相であり、
前記第１のコイル部は、前記第２のコイル部に前記固定子鉄心の周方向で隣接して配置され、
各前記同相巻線部のそれぞれの各前記引き出し線は、前記回転子の軸線方向の一方に引き出され、
各前記同相巻線部の全ての渡り線は、前記回転子の軸線方向の他方に引き出され、
前記回転子の磁極数をＭ、前記ティースの数をＮ、ｎを自然数としたとき、Ｍ＝（１８±４）ｎ、Ｎ＝１８ｎで表され、
各前記同相巻線部は、それぞれ３個の前記コイル部を有し、
３個の前記コイル部は、それぞれ同じ方向に連続的に３個の前記ティースを飛び越えて４番目の前記ティースに、または４個の前記ティースを飛び越えて５番目の前記ティースに、導線を巻回して構成されている回転電機。
【請求項２】
複数の磁極を有する回転子と、
この回転子を囲って設けられ、固定子鉄心およびこの固定子鉄心に巻装された電機子巻線を有する固定子と、を備え、
前記固定子鉄心は、円環状のコアバックと、前記コアバックから前記回転子の内径側方向に延びた複数のティースとを有し、
前記電機子巻線は、複数の同相巻線部で構成され、
各前記同相巻線部は、同相の複数のコイル部を有し、
前記複数のコイル部は、前記複数のティースのそれぞれに導線が集中的に巻回されて構成され、
各前記同相巻線部では、同相の複数のコイル部同士が渡り線を介して直列に接続され、
各前記同相巻線部からは、複数の引き出し線がそれぞれ引き出されており、
互いに異なる２つの前記同相巻線部のうち、一方の前記同相巻線部では、前記引き出し線が引き出された前記コイル部が第１のコイル部とされ、他方の前記同相巻線部では、前記引き出し線が引き出された前記コイル部が第２のコイル部とされており、
前記第１のコイル部の相は、前記第２のコイル部の相と同相であり、
前記第１のコイル部は、前記第２のコイル部に前記固定子鉄心の周方向で隣接して配置され、
各前記同相巻線部のそれぞれの各前記引き出し線は、前記回転子の軸線方向の一方に引き出され、
各前記同相巻線部の全ての渡り線は、前記回転子の軸線方向の他方に引き出され、
前記回転子の磁極数をＭ、前記ティースの数をＮ、ｎを自然数としたとき、Ｍ＝（１８±４）ｎ、Ｎ＝１８ｎで表され、
直列接続された３個の前記コイル部のうち中間の前記コイル部は、他の２個の前記コイル部よりも前記導線の巻回数が異なる回転電機。
【請求項３】
直列接続された３個の前記コイル部のうち中間の前記コイル部は、他の２個の前記コイル部よりも前記導線の巻回数が多い請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記電機子巻線は、各前記同相巻線部の各前記引き出し線同士が接続されて並列回路を構成している請求項１から３の何れか１項に記載の回転電機。
【請求項５】
前記回転電機は、電動機であり、
各前記引き出し線は、前記回転子の前記軸線方向に配置された、前記電機子巻線に電気を供給する給電部と接続されている請求項１から４の何れか１項に記載の回転電機。
【請求項６】
前記電機子巻線は、前記コイル部が複数のＵ相コイル部からなる第１のＵ相巻線部、前記コイル部が複数のＶ相コイル部からなる第１のＶ相巻線部、及び前記コイル部が複数のＷ相コイル部からなる第１のＷ相巻線部から構成された第１の電機子巻線部と、
前記コイル部が複数のＵ相コイル部からなる第２のＵ相巻線部、前記コイル部が複数のＶ相コイル部からなる第２のＶ相巻線部、及び前記コイル部が複数のＷ相コイル部からなる第２のＷ相巻線部から構成された第２の電機子巻線部と、から構成され、
前記第１の電機子巻線部は、前記給電部を介して第１のインバータに接続され、
前記第２の電機子巻線部は、前記給電部を介して第２のインバータに接続される請求項５に記載の回転電機。
【請求項７】
各前記引き出し線は、それぞれ異なる相のコイル部から導出された前記引き出し線と接続されている請求項６に記載の回転電機。
【請求項８】
前記電動機は、電動パワーステアリング装置に搭載される請求項５から７の何れか１項に記載の回転電機。
【手続補正書】
【提出日】平成29年6月16日(2017.6.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
固定子５の固定子鉄心３は、円環状のコアバック２０と、コアバック２０から内径方向に延びた計１８か所のティース２１と、を有し、隣接したティース２１間にはスロット２２が形成されている。
固定子５の電機子巻線４は、各ティース２１に導線が集中的に巻回されて構成されている。
なお、図３及び図４では簡単のため、電機子巻線４と固定子鉄心３との間に設けられるインシュレータは省略されている。また、便宜的に図４では、ティース２１には１〜１８まで番号を割り振っている。
電機子巻線４のティース２１の各々に集中的に導線が巻回されたものを、以後「コイル部」と呼称する。
また、図４において、各ティース２１に設けられたコイル部が、Ｕ、Ｖ、Ｗの３相の何れのコイル部か分かるように、便宜的に番号を付けて表している。
Ｕ相は、Ｕ１１、Ｕ１２、Ｕ１３、Ｕ２１、Ｕ２２、Ｕ２３の６個のコイル部、Ｖ相は、Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ２３の６個のコイル部、Ｗ相は、Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３の６個のコイル部からそれぞれ構成され、図４に示すように、各コイル部は、ティース２１の番号１〜１８のそれぞれに対応して、時計方向に、Ｕ２２、Ｖ１１、Ｖ２１、Ｗ１２、Ｕ２３、Ｕ１３、Ｖ２２、Ｗ１１、Ｗ２１、Ｕ１２、Ｖ２３、Ｖ１３、Ｗ２２、Ｕ１１、Ｕ２１、Ｖ１２、Ｗ２３、Ｗ１３の順に並んで配置されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
図１０に示すように、各相のコイル部は、ティース２１の番号１〜３６のそれぞれに対応して、Ｕ４１、Ｖ３２、Ｗ４１、Ｗ３１、Ｕ４２、Ｖ３１、Ｖ４１、Ｗ３２、Ｕ４３、Ｕ１３、Ｖ４２、Ｗ３３、Ｗ２３、Ｕ１２、Ｖ４３、Ｖ１３、Ｗ２２、Ｕ１１、Ｕ２１、Ｖ１２、Ｗ２１、Ｗ１１、Ｕ２２、Ｖ１１、Ｖ２１、Ｗ１２、Ｕ２３、Ｕ３３、Ｖ２２、Ｗ１３、Ｗ４３、Ｕ３２、Ｖ２３、Ｖ３３、Ｗ４２、Ｕ３１の順に並んでいる構成となっている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2017073199.tif 000030
【国際調査報告】
2017073199.tif 000031
2017073199.tif 000032