(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝形状であって溝口部および溝底部をそれぞれ有する複数のスロットをもつ固定子鉄芯、ならびに、複数の前記スロットにそれぞれ巻装された複数のコイルが接続された固定子巻線を有する固定子と、
Ｎ磁極およびＳ磁極からなる磁極対を有し、前記固定子に対して回転可能または移動可能に支承された可動子と、を備え、
前記スロットの個数を前記Ｎ磁極および前記Ｓ磁極の総磁極数で除算し、さらに相数で除算した毎極毎相スロット数が整数にならない分数スロット構成のモータ装置であって、
複数の前記コイルは、
複数の前記スロットのうちの一対の前記スロットにそれぞれ巻装されて、一対の前記スロット内に収容される一対のコイルサイドと、一対の前記コイルサイドの端部同士を接続する一対のコイルエンドとをそれぞれ有し、
一対の前記コイルエンドの各々が一対の前記スロットの一方の溝口部側位置から一対の前記スロットの他方の溝底部側位置に渡るように配置され、
複数の前記スロットの個数を前記Ｎ磁極および前記Ｓ磁極の総磁極数で除算した毎極スロット数よりも一対の前記コイルサイドの間のコイルピッチが長い長節巻コイルと、前記毎極スロット数よりも前記コイルピッチが短い短節巻コイルとを含み、かつ、
巻装回数が相対的に多くて一対の前記コイルサイドの各々が一対の前記スロットの各々の全体を占有するフルコイルと、前記巻装回数が相対的に少なくて一対の前記コイルサイドの各々が一対の前記スロットの各々の半分を占有するハーフコイルとを含む、
モータ装置。
【請求項２】
溝形状であって溝口部および溝底部をそれぞれ有する複数のスロットをもつ固定子鉄芯、ならびに、複数の前記スロットにそれぞれ巻装された複数のコイルが接続された固定子巻線を有する固定子と、
Ｎ磁極およびＳ磁極からなる磁極対を有し、前記固定子に対して回転可能または移動可能に支承された可動子と、を備え、
前記スロットの個数を前記Ｎ磁極および前記Ｓ磁極の総磁極数で除算し、さらに相数で除算した毎極毎相スロット数が整数にならない分数スロット構成のモータ装置であって、
複数の前記コイルは、
複数の前記スロットのうちの一対の前記スロットにそれぞれ巻装されて、一対の前記スロット内に収容される一対のコイルサイドと、一対の前記コイルサイドの端部同士を接続する一対のコイルエンドとをそれぞれ有し、
一対の前記コイルエンドの各々が一対の前記スロットの一方の溝口部側位置から一対の前記スロットの他方の溝底部側位置に渡るように配置され、
複数の前記スロットの個数を前記Ｎ磁極および前記Ｓ磁極の総磁極数で除算した毎極スロット数よりも一対の前記コイルサイドの間のコイルピッチが短く、さらに前記コイルピッチが互いに異なる複数種類の短節巻コイルを含み、かつ、
巻装回数が相対的に多くて一対の前記コイルサイドの各々が一対の前記スロットの各々の全体を占有するフルコイルと、前記巻装回数が相対的に少なくて一対の前記コイルサイドの各々が一対の前記スロットの各々の半分を占有するハーフコイルとを含む、
モータ装置。
【請求項３】
複数の前記コイルの一部は、一対の前記コイルエンドの各々が一対の前記スロットの一方の溝口部側位置から一対の前記スロットの他方の溝底部側位置に渡るように配置され、
複数の前記コイルの残部は、一対の前記コイルエンドの各々が一対の前記スロットの前記溝口部側位置同士または前記溝底部側位置同士を渡るように配置された、
請求項１または２に記載のモータ装置。
【請求項４】
請求項３に記載されたモータ装置の製造方法であって、
前記固定子巻線を前記固定子鉄芯に組み込む際に、始めに前記溝底部側位置同士を渡る前記コイルを前記スロットに組み込み、次に前記溝口部側位置から前記溝底部側位置に渡るコイルを前記スロットに組み込み、最後に前記溝口部側位置同士を渡る前記コイルを前記スロットに組み込む、モータ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定子鉄芯および固定子巻線を有する固定子と、磁極対を有する可動子とを備えたモータ装置、ならびに、このモータ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ装置に関する技術例として、特許文献１、２が開示されている。特許文献１のブラシレスＤＣモータは、ステータ（固定子）のスロット内に、複数段巻きに構成したステータ巻線を施したことを特徴としている。これによれば、エンドコイルの高さを低減して小型化を図れる、とされている。また、特許文献２は、ステータコア（固定子鉄芯）の端面からみたときコイル同士が螺旋状に重なった形態をなすステータを開示しており、螺旋状に重なったコイル同士のループが半径方向に２層以上に積層されている。これによれば、コイルをスロットへ挿入する作業を機械で行える、とされている。
【０００３】
特許文献１、２の技術例において、スロットの外部に位置するコイルエンドは、螺旋状に渡っている。換言すると、コイルエンドが或るスロットの溝口部側位置から別のスロットの溝底部側位置に渡る構成とされている。また、コイルエンドがスロットの溝口部側位置同士や、溝底部側位置同士を同心円孤状に渡る構成も知られている。コイルエンドが螺旋状に渡る構成では、同心円孤状に渡る構成と比較して、複数のコイルの形状および配置位置が均等化される。これにより、騒音および振動の低減や、効率向上などの面で優れた性能が実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２８３４６号公報
【特許文献２】特開２００８−２７１７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１、２の技術例において、固定子巻線を構成する複数のコイルを固定子鉄芯のスロットに組み込む作業に手間がかかり、製造コストがアップする。詳述すると、コイルエンドが同心円孤状に渡る構成では、スロットの溝底部側位置のコイルから溝口部側位置のコイルへと順番に組み込んでゆけばよい。一方、コイルエンドが螺旋状に渡る構成では、複数のコイルを周方向に順番に組み込んでゆくと、始めに組み込んだコイルが邪魔になって終わりのコイルが組み込めない。このため、例えば、まず全部のコイルの一方のコイルエンドのみを溝底部側位置に組み込み、次に他方のコイルエンドを溝口部側位置に組み込むことになる。したがって、２度手間となり組み込み作業工数が増加する。
【０００６】
また、コイルエンドが螺旋状に渡る構成を採用する場合に、固定子巻線を構成するコイルの種類や配置位置などに様々なバリエーションがある。したがって、製造コストの低廉化やコイルエンドのコンパクト化、性能向上などに適した固定子巻線のコイル構成を採用することが好ましい。加えて、製造コストの検討では、固定子鉄芯および固定子巻線の材料費だけでなく、コイルの組み込み作業工数や、異相のコイル間に挿入する相間絶縁紙の所要箇所数なども含めて考える必要がある。
【０００７】
本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、固定子巻線を構成するコイルのコイルエンドが固定子鉄芯の或るスロットの溝口部側位置から別のスロットの溝底部側位置に渡る構成を採用しつつ、固定子巻線を固定子鉄芯に組み込む作業の作業性を向上したモータ装置、およびこのモータ装置の製造方法を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の請求項１に係るモータ装置は、溝形状であって溝口部および溝底部をそれぞれ有する複数のスロットをもつ固定子鉄芯、ならびに、複数の前記スロットにそれぞれ巻装された複数のコイルが接続された固定子巻線を有する固定子と、Ｎ磁極およびＳ磁極からなる磁極対を有し、前記固定子に対して回転可能または移動可能に支承された可動子と、を備え、前記スロットの個数を前記Ｎ磁極および前記Ｓ磁極の総磁極数で除算し、さらに相数で除算した毎極毎相スロット数が整数にならない分数スロット構成のモータ装置であって、複数の前記コイルは、複数の前記スロットのうちの一対の前記スロットにそれぞれ巻装されて、一対の前記スロット内に収容される一対のコイルサイドと、一対の前記コイルサイドの端部同士を接続する一対のコイルエンドとをそれぞれ有し、一対の前記コイルエンドの各々が一対の前記スロットの一方の溝口部側位置から一対の前記スロットの他方の溝底部側位置に渡るように配置され、複数の前記スロットの個数を前記Ｎ磁極および前記Ｓ磁極の総磁極数で除算した毎極スロット数よりも一対の前記コイルサイドの間のコイルピッチが長い長節巻コイルと、前記毎極スロット数よりも前記コイルピッチが短い短節巻コイルとを含み、かつ、巻装回数が相対的に多くて一対の前記コイルサイドの各々が一対の前記スロットの各々の全体を占有するフルコイルと、前記巻装回数が相対的に少なくて一対の前記コイルサイドの各々が一対の前記スロットの各々の半分を占有するハーフコイルとを含む。
【０００９】
請求項２に係るモータ装置は、溝形状であって溝口部および溝底部をそれぞれ有する複数のスロットをもつ固定子鉄芯、ならびに、前記複数のスロットにそれぞれ巻装された複数のコイルが接続された固定子巻線を有する固定子と、Ｎ磁極およびＳ磁極からなる磁極対を有し、前記固定子に対して回転可能または移動可能に支承された可動子と、を備え、前記スロットの個数を前記Ｎ磁極および前記Ｓ磁極の総磁極数で除算し、さらに相数で除算した毎極毎相スロット数が整数にならない分数スロット構成のモータ装置であって、複数の前記コイルは、複数の前記スロットのうちの一対の前記スロットにそれぞれ巻装されて、一対の前記スロット内に収容される一対のコイルサイドと、一対の前記コイルサイドの端部同士を接続する一対のコイルエンドとをそれぞれ有し、一対の前記コイルエンドの各々が一対の前記スロットの一方の溝口部側位置から一対の前記スロットの他方の溝底部側位置に渡るように配置され、複数の前記スロットの個数を前記Ｎ磁極および前記Ｓ磁極の総磁極数で除算した毎極スロット数よりも一対の前記コイルサイドの間のコイルピッチが短く、さらに前記コイルピッチが互いに異なる複数種類の短節巻コイルを含み、かつ、巻装回数が相対的に多くて一対の前記コイルサイドの各々が一対の前記スロットの各々の全体を占有するフルコイルと、前記巻装回数が相対的に少なくて一対の前記コイルサイドの各々が一対の前記スロットの各々の半分を占有するハーフコイルとを含む。
【００１１】
請求項３に係るモータ装置は、請求項１または２に記載のモータ装置であって、複数の前記コイルの一部は、一対の前記コイルエンドの各々が一対の前記スロットの一方の溝口部側位置から一対の前記スロットの他方の溝底部側位置に渡るように配置され、複数の前記コイルの残部は、一対の前記コイルエンドの各々が一対の前記スロットの前記溝口部側位置同士または前記溝底部側位置同士を渡るように配置された。
【００１２】
請求項４に係るモータ装置の製造方法は、請求項３に記載されたモータ装置の製造方法であって、前記固定子巻線を前記固定子鉄芯に組み込む際に、始めに前記溝底部側位置同士を渡る前記コイルを前記スロットに組み込み、次に前記溝口部側位置から前記溝底部側位置に渡るコイルを前記スロットに組み込み、最後に前記溝口部側位置同士を渡る前記コイルを前記スロットに組み込む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１、２に係るモータ装置によれば、固定子巻線を構成するコイルのコイルエンドが固定子鉄芯の或るスロットの溝口部側位置から別のスロットの溝底部側位置に渡る構成を採用しており、コイルの形状および配置位置が三相で均等化される。したがって、コイルエンドが同心円孤状に渡る従来技術と比較して、騒音および振動の低減や、効率向上などの面で優れた性能が実現される。また、全部のコイルで両方のコイルサイドを一緒に組み込むことができ、組み込み済みのコイルサイドを一旦スロットの外部に出して再度組み込む２度手間は、組み込み始めの数個のコイルに限定される。したがって、組み込み作業の手間を従来技術より削減でき、固定子巻線を固定子鉄芯に組み込む作業の作業性が向上する。
【００１４】
請求項３に係るモータ装置によれば、組み込み済みのコイルサイドを一旦スロットの外部に出して再度組み込む２度手間が不要になる。したがって、固定子巻線を固定子鉄芯に組み込む作業の作業性は、従来技術よりも格段に向上する。
【００１５】
請求項４に係るモータ装置の製造方法によれば、請求項３に係るモータ装置の発明と同様の効果が生じる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態のモータ装置である三相回転電機の全体構成を模式的に示す正面図であり、軸線の延長方向から見た電気角の３６０°の範囲を示している。
【図２】固定子の内周側を軸線から見た図であり、円筒面が平面化されて示されている。
【図３】三相の固定子巻線の結線方法の一例を示した結線図である。
【図４】固定子および回転子の略回転対称形状の構成の一部を平面化しつつ簡略化して表示した一例の図である。
【図５】第１実施形態の三相回転電機の固定子のコイル構成を模式的に示した図である。
【図６】Ｕ相極対コイルを構成するＵ相長節巻コイルおよびＵ相短節巻コイルのコイルエンドの２階配置を模式的に示した図である。
【図７】固定子巻線の組み込み作業において、始めに組み込むコイルを簡略化して示す図である。
【図８】固定子巻線の組み込み作業において、最後のコイルを組み込む直前に、組み込み済みのコイルのコイルサイドを一旦スロットの外部に出した状態を示す図である。
【図９】固定子巻線の組み込み作業において、最後のコイルを組み込んだ直後の状態を示す図である。
【図１０】一旦スロットの外部に出すコイルサイドの数量を図８よりも低減できる代替方法を示す図である。
【図１１】組み付け直後のコイルエンドの断面形状を模式的に示す図５のＪ−Ｊ矢視断面図である。
【図１２】コイルエンドの整形加工作業および相間絶縁紙の装着作業を終えた後のコイルエンドの断面形状を模式的に示す断面図である。
【図１３】第１の従来技術の三相回転電機に係り、固定子を構成するコイルのコイルエンドが同心円孤状に配置された例を示す図である。
【図１４】第２の従来技術の三相回転電機に係り、固定子の極対コイルが振り分け構成とされたコイル構成を模式的に説明する図である。
【図１５】第２の従来技術における固定子巻線の組み込み作業の方法を説明する図である。
【図１６】第２実施形態の固定子のコイル構成を模式的に説明する図である。
【図１７】第３実施形態の固定子のコイル構成を模式的に説明する図である。
【図１８】Ｕ相極対コイルを構成するＵ相長節巻コイルおよびＵ相短節巻コイルのコイルエンドの２階配置を模式的に示した図である。
【図１９】第４実施形態の固定子のコイル構成を模式的に説明する図である。
【図２０】Ｕ相極対コイルを構成するＵ相第１短節巻コイルおよびＵ相第２短節巻コイルを模式的に示した図である。
【図２１】第５実施形態の固定子のコイル構成を模式的に説明する図である。
【図２２】Ｕ相極対コイルを構成するＵ相長節巻コイル、Ｕ相第１短節巻コイル、およびＵ相第２短節巻コイルのコイルエンドの３階配置を模式的に示した図である。
【図２３】第６実施形態の固定子のコイル構成を模式的に説明する図である。
【図２４】Ｕ相極対コイルを構成するＵ相第１〜第３短節巻コイルのコイルエンドの２階配置を模式的に示した図である。
【図２５】第７実施形態の固定子のコイル構成を模式的に説明する図である。
【図２６】固定子巻線の組み込み作業において、始めに組み込むコイルを簡略化して示す図である。
【図２７】固定子巻線の組み込み作業において、最後のコイルを組み込む直前に、組み込み済みのコイルのコイルサイドを一旦スロットの外部に出した状態を示す図である。
【図２８】固定子巻線の組み込み作業において、最後のコイルを組み込んだ直後の状態を示す図である。
【図２９】一旦スロットの外部に出すコイルサイドの数量を図２７よりも低減できる代替方法を示す図である。
【図３０】組み付け直後のコイルエンドの断面形状を模式的に示す図２５のＫ−Ｋ矢視断面図である。
【図３１】コイルエンドの整形加工作業および相間絶縁紙の装着作業を終えた後のコイルエンドの断面形状を模式的に示す断面図である。
【図３２】第８実施形態の固定子のコイル構成を模式的に説明する図である。
【図３３】第９実施形態の固定子のコイル構成を模式的に説明する図である。
【図３４】第１０実施形態の固定子のコイル構成を模式的に説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第１実施形態＞
本発明は、固定子が回転対称形状とされた回転電機、および固定子がリニア形状とされたリニアモータの両方で実施可能である。以降では、主に回転電機の実施形態について説明し、リニアモータの実施形態についても適宜補足説明する。まず、図１〜図４を参考にして、本発明の第１実施形態のモータ装置である三相回転電機１の全体構成を模式的に説明する。
【００１８】
第１実施形態の三相回転電機１は、例えば、ハイブリッド車両に搭載される。車載の三相回転電機１は、電動機として動作することにより車両の走行を駆動し、制動時には発電機として動作することにより回生発電を行う。図１は、第１実施形態のモータ装置である三相回転電機１の全体構成を模式的に示す正面図であり、軸線ＡＸの延長方向から見た電気角の３６０°の範囲を示している。三相回転電機１は、固定子２を外周側に備え、移動子に相当する回転子３を内周側に備える。三相回転電機１は、軸線ＡＸの周りに概ね回転対称なインナーロータタイプのラジアル空隙型に構成されている。
【００１９】
固定子２は、固定子鉄芯４および固定子巻線５（図３参照）を有する。固定子鉄芯４は、略円筒状に形成されている。固定子鉄芯４は、ケイ素鋼板などの電磁鋼板を打ち抜いて形成した薄板状の鉄芯材料を、軸線ＡＸ方向に複数枚積層して形成できる。固定子鉄芯４は、外周側を周回する環状のバックヨーク部４１、およびバックヨーク部４１から周方向内向きに突設されて周方向に並ぶティース４２をもつ。ティース４２は、磁極が形成される先端の表面積を拡げる図略の先端拡大部を有していてもよい。
【００２０】
各ティース４２の間には、溝形状のスロット４３がそれぞれ形成される。スロット４３は、軸線ＡＸ方向に延在するとともに、径方向に溝口部４８（溝の入り口）から溝底部４９まで達する溝深さを有する。スロット４３の内部空間のうち溝口部４８に近い径方向内側の空間領域が溝口部側位置４４である。スロット４３の内部空間のうち溝底部４９に近い径方向外側の空間領域が溝底部側位置４５である。スロット４３の溝口部４８は、前述したティース４２の先端拡大部によって狭められていてもよい。また、スロット４３は、溝口部４８が開口していない閉スロットであってもよい。
【００２１】
ティース４２およびスロット４３の個数ｎｓは、各４８個とされている。図１に示された１２個のスロット４３を、図中の時計回りに第１スロットＳ１から第１２ロットＳ１２と呼称する。さらには、図示されていない範囲のスロット４３を、時計回りに第１３スロットＳ１３から第４８スロットＳ４８と呼称する。
【００２２】
固定子巻線５は、複数のコイルが接続されて構成される。図１には、１個のコイル５１が例示されており、実際には複数のコイルが径方向に重なって配置される。コイル５１は、例えば、銅線の表面をエナメルなどの絶縁層で被覆した導体を巻装して形成する。導体の断面形状は、特に限定されず、例えば丸線や角線など任意の形状を採用できる。また、複数の細い素線を組み合わせた並列導体を用いてもよい。並列導体を用いることにより、単一導体の場合と比較して、固定子巻線５に発生する渦電流損を低減することができ、効率が向上する。さらに、曲げ加工に要する力を低減できるので、巻装作業性や後述する組み込み作業性が向上する。
【００２３】
回転子３は、固定子２の内周側にわずかなエアギャップＡＧを挟んで同軸に配置される。回転子３は、回転子鉄芯３１、出力軸３２、および、４対の永久磁石３３Ｎ、３３Ｓを有する。回転子鉄芯３１は、略円筒状に形成されている。回転子鉄芯３１は、ケイ素鋼板などの電磁鋼板を打ち抜いて形成した薄板状の鉄芯材料を、軸線ＡＸ方向に複数枚積層して形成できる。回転子鉄芯３１の内周側に、出力軸３２が一体的に設けられる。出力軸３２は、図略のケーシングに設けられた軸受けによって回転可能に支承される。
【００２４】
回転子鉄芯３１の外周面に近接する位置の周方向に並んで、８個の埋込み孔が形成されている。埋込み孔には、合計４対の永久磁石３３Ｎ、３３Ｓが埋め込まれている。永久磁石３３Ｎ、３３Ｓは、回転子鉄芯３１の外周に向かう方向に磁極が配置される。これにより、回転子鉄芯３１の外周面に、Ｎ磁極３４ＮおよびＳ磁極３４Ｓからなる磁極対の４組が形成される。Ｎ磁極３４ＮおよびＳ磁極３４Ｓの総磁極数ｎｍ＝８である。Ｎ磁極３４ＮおよびＳ磁極３４Ｓが占める中心角θは、それぞれ機械角の４５°となる。したがって、Ｎ磁極３４ＮおよびＳ磁極３４Ｓからなる１磁極対は、機械角の９０°を占め、かつ電気角の３６０°を占める。
【００２５】
図２は、固定子２の内周側を軸線ＡＸから見た図であり、円筒面が平面化されて示されている。図２において、コイル５１は、模式的に六角形で示されている。コイル５１は、一対の第５および第１１スロットＳ５、Ｓ１１を通って巻装されており、その巻装回数Ｎｗは限定されない。コイル５１の第５および第１１スロットＳ５、Ｓ１１内に収容される部位をそれぞれコイルサイド５１１と呼称する。また、スロット４３の外部で一対のコイルサイド５１１の端部同士を接続する部位をそれぞれコイルエンド５１２と呼称する。コイルエンド５１２の実際の形状は、図示される六角形の２辺とは多少異なる。
【００２６】
図１に示されるように、コイル５１の一対のコイルエンド５１２の各々は、第５スロットＳ５の溝口部側位置４４から第１１スロットＳ１１の溝底部側位置４５に渡るように配置されている。一対のコイルエンド５１２の各々がスロット４３の同じ位置を渡ることは、明らかである。このため、以降では「一対のコイルエンドの各々は」を「コイルエンドは」と略記し、「渡るように配置されている」を「渡っている」と略記する。
【００２７】
図３は、三相の固定子巻線５の結線方法の一例を示した結線図である。図示される一例で、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相固定子巻線５Ｕ、５Ｖ、５ＷはＹ結線とされており、Δ結線とされてもよい。Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相固定子巻線５Ｕ、５Ｖ、５Ｗは、それぞれ４組のＵ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗの並列接続によって構成されており、直列接続によって構成されてもよい。Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗは、１磁極対に対向する角度範囲のスロット４３に渡って巻装される。各相の４組のＵ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗは、固定子鉄芯４上に機械角の９０°ピッチで回転対称に配置される。Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗは、それぞれ複数のコイルが直列接続されて構成される。
【００２８】
ここで、三相回転電機１の毎極スロット数Ｎ１は、スロット４３の個数ｎｓ＝４８を総磁極数ｎｍ＝８で除算して求められ、６となる。三相回転電機１の毎極毎相スロット数Ｎ２は、毎極スロット数Ｎ１を相数３で除算して求められ、２となる。つまり、三相回転電機１は、整数スロット構成となっている。
【００２９】
また、図１および図２に例示されたコイル５１は、スロット４３の６箇所分だけ離れて一対のコイルサイド５１１が巻装されているので、コイルピッチＰｃ＝６である。コイル５１は、コイルピッチＰｃが毎極スロット数Ｎ１に等しい全節巻コイルである。図面による説明は省略するが、毎極スロット数Ｎ１よりもコイルピッチＰｃが長いコイルは、長節巻コイルであり、毎極スロット数Ｎ１よりもコイルピッチＰｃが短いコイルは、短節巻コイルである。
【００３０】
以降の説明では、図１および図２を用いて説明した固定子２および回転子３の構成を簡略化して、図４のように表示する。図４は、固定子２および回転子３の略回転対称形状の構成の一部を平面化しつつ簡略化して表示した一例の図である。図４のコイル５１に示された「丸印にクロス」および「丸印にドット」は、導体の巻装方向Ｒ（図２で反時計回りの方向）を示す。すなわち、「丸印にクロス」は、図４の紙面表側から裏側へと導体が巻装されていることを示し、「丸印にドット」は、図４の紙面裏側から表側へと導体が巻装されていることを示す。
【００３１】
三相回転電機１の固定子２のコイル構成の説明に移る。図５は、第１実施形態の三相回転電機１の固定子２のコイル構成を模式的に示した図である。図５には、１磁極対よりも広めの角度範囲、すなわち電気角の３６０°よりも広めの角度範囲が示されている。また、図５だけでなく以降の各図において、Ｕ相コイルが実線で示され、Ｖ相コイルが一点鎖線で示され、Ｗ相コイルが破線で示されている。
【００３２】
第１実施形態において、Ｕ相極対コイル５２Ｕは、直列接続されたＵ相長節巻コイル５３ＵおよびＵ相短節巻コイル５４Ｕからなる。同様に、Ｖ相極対コイル５２Ｖは、直列接続されたＶ相長節巻コイル５３ＶおよびＶ相短節巻コイル５４Ｖからなり、Ｗ相極対コイル５２Ｗは、直列接続されたＷ相長節巻コイル５３ＷおよびＷ相短節巻コイル５４Ｗからなる。長節巻コイル５３Ｕ、５３Ｖ、５３ＷのコイルピッチＰｃ＝７であり、短節巻コイル５４Ｕ、５４Ｖ、５４ＷのコイルピッチＰｃ＝５である。長節巻コイル５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗ、および短節巻コイル５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗは、巻装回数Ｎｗ１が相互に一致している。また、長節巻コイル５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗ、および短節巻コイル５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗの巻装方向Ｒも、相互に一致している（図６参照）。
【００３３】
コイルの配置位置について詳述すると、Ｕ相長節巻コイル５３Ｕのコイルエンドは、第１スロットＳ１の溝口部側位置４４から第８スロットＳ８の溝底部側位置４５に渡っている。Ｕ相短節巻コイル５４Ｕのコイルエンドは、第２スロットＳ２の溝口部側位置４４から第７スロットＳ７の溝底部側位置４５に渡っている。
【００３４】
Ｖ相コイル５３Ｖ、５４Ｖの配置位置は、Ｕ相コイル５３Ｕ、５４Ｕの配置位置を図５の右方向に４スロット分だけシフトしたものとなっている。Ｖ相長節巻コイル５３Ｖのコイルエンドは、第５スロットＳ５の溝口部側位置４４から第１２スロットＳ１２の溝底部側位置４５に渡っている。Ｖ相短節巻コイル５４Ｖのコイルエンドは、第６スロットＳ６の溝口部側位置４４から第１１スロットＳ１１の溝底部側位置４５に渡っている。
【００３５】
Ｗ相コイル５３Ｗ、５４Ｗの配置位置は、Ｕ相コイル５３Ｕ、５４Ｕの配置位置を図５の右方向に８スロット分だけシフトしたものとなっている。Ｗ相長節巻コイル５３Ｗのコイルエンドは、第９スロットＳ９の溝口部側位置４４から第１６スロットＳ１６の溝底部側位置４５に渡っている。Ｗ相短節巻コイル５４Ｗのコイルエンドは、第１０スロットＳ１０の溝口部側位置４４から第１５スロットＳ１５の溝底部側位置４５に渡っている。
【００３６】
別のＷ相長節巻コイル５３Ｗのコイルエンドは、図５に見えない第４５スロットＳ４５の溝口部側位置４４から第４スロットＳ４の溝底部側位置４５に渡っている。別のＷ相短節巻コイル５４Ｗのコイルエンドは、図５に見えない第４６スロットＳ４６の溝口部側位置４４から第３スロットＳ３の溝底部側位置４５に渡っている。
【００３７】
第１実施形態において、固定子巻線５は、１２個の長節巻コイル５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗ、および１２個の短節巻コイル５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗからなる。そして４８個のスロット４３（Ｓ１〜Ｓ４８）の各々には、１個のコイル５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗ、５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗの片側のコイルサイドのみが配置される。逆に言えば、長節巻コイル５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗ、および短節巻コイル５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗは、コイルサイドの各々がスロット４３の全体を占有するフルコイルである。
【００３８】
また、図５に示されるように、回転子３の特定の回転位相において、Ｕ相長節巻コイル５３ＵおよびＵ相短節巻コイル５４Ｕは、Ｎ磁極３４Ｎに対向する。これは、Ｕ相長節巻コイル５３Ｕが占める角度範囲内にＮ磁極３４Ｎの全体が位置することを意味し、Ｎ磁極３４Ｎが占める角度範囲内にＵ相短節巻コイル５４Ｕの全体が位置することを意味する。さらに、コイルと磁極とが完全な角度範囲の包含関係を有さずとも、両者の占める角度範囲の大部分が相互に重なっている位置関係を「対向する」と定義付ける。長節巻コイル５３Ｖ、５３Ｗおよび短節巻コイル５４Ｖ、５４Ｗが一方の磁極に対向する点は、回転子３の異なる回転位相において、Ｖ相およびＷ相にもあてはまる。つまり、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗを構成するコイルは、一方の磁極に対向可能に集約して配置されており、換言すれば、集約構成となっている。
【００３９】
Ｕ相長節巻コイル５３Ｕのコイルエンドと、Ｕ相短節巻コイル５４Ｕのコイルエンドとは、近接して並行配置される。図６は、Ｕ相極対コイル５２Ｕを構成するＵ相長節巻コイル５３ＵおよびＵ相短節巻コイル５４Ｕのコイルエンドの２階配置を模式的に示した図である。図示されるように、Ｕ相長節巻コイル５３Ｕのコイルエンド５３２は、ティース４２から離隔して配置される。一方、Ｕ相短節巻コイル５４Ｕのコイルエンド５４２は、Ｕ相長節巻コイル５３Ｕのコイルエンド５３２と、ティース４２との間に配置される。つまり、両コイル５３Ｕ、５４Ｕのコイルエンド５３２、５４２は、軸線ＡＸ方向に２階建てに配置される。同様に、Ｖ相の各２個のコイル５３Ｖ、５４Ｖのコイルエンド、およびＷ相の各２個のコイル５３Ｗ、５４Ｗのコイルエンドも、軸線ＡＸ方向に２階建てに配置される。
【００４０】
なお、リニアモータの固定子は、軌道を構成するリニア形状とされる。そして、軌道に沿って多数のスロット４３が形成され、軌道に沿って多数のＵ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗが列設される。一方、リニアモータの可動子は、軌道に沿って移動可能に支承されたリニア移動子とされる。リニア移動子には、磁極対（図５の例では４組の磁極対）が直線的に配置される。リニアモータの固定子の構成は、回転対称形状とリニア形状の違いは有っても、三相回転電機１と同様に考えることができる。つまり、図５は、リニアモータの固定子およびリニア移動子の一部を簡略化して表示した図を兼ねている（第２実施形態以降も同様）。ただし、リニアモータの毎極スロット数Ｎ１および毎極毎相スロット数Ｎ２は、リニア移動子（図５の例では４組の磁極対）に対向する範囲のスロット４３の個数ｎｓに基づいて求められる。
【００４１】
次に、三相回転電機１に関して、固定子巻線５を固定子鉄芯４のスロット４３に組み込む作業の方法について説明する。図７は、固定子巻線５の組み込み作業において、始めに組み込むコイルを簡略化して示す図である。図８は、固定子巻線５の組み込み作業において、最後のコイルを組み込む直前に、組み込み済みのコイルのコイルサイドを一旦スロット４３の外部に出した状態を示す図である。図９は、固定子巻線５の組み込み作業において、最後のコイルを組み込んだ直後の状態を示す図である。また、図１０は、一旦スロット４３の外部に出すコイルサイドの数量を図８よりも低減できる代替方法を示す図である。
【００４２】
固定子巻線５を構成する各相の４組の長節巻コイル５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗおよび短節巻コイル５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗは、まず、固定子鉄芯４を模した巻装用治具に導体が巻装されてそれぞれ形成される。そして、図７の矢印Ｐ１に示されるように、長節巻コイル５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗおよび短節巻コイル５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗは、図中の左側から右側へと順番に組み込まれる。ただし、組み込み始めおよび組み込み終わりのコイルは、特に限定されない。
【００４３】
ここでは、始めに第１組のＷ相長節巻コイル５３ＷおよびＷ相短節巻コイル５４Ｗを組み込み、終わりに第４組のＶ相長節巻コイル５３ＶおよびＶ相短節巻コイル５４Ｖを組み込む場合を例にして説明する。固定子巻線５の組み込み作業では、適宜組み込み用治具を用いることができる。
【００４４】
図７に示されるように、作業者は、始めに第１組のＷ相長節巻コイル５３ＷならびにＷ相短節巻コイル５４Ｗの一対のコイルサイドを、それぞれ第９および第１６スロットＳ９、Ｓ１６、ならびに、第１０および第１５スロットＳ１０、Ｓ１５に挿入して組み込む。作業者は、２番目に、第１組のＵ相長節巻コイル５３ＵならびにＵ相短節巻コイル５４Ｕの一対のコイルサイドを、それぞれ第１３および第２０スロットＳ１３、Ｓ２０、ならびに、第１４および第１９スロットＳ１４、Ｓ１９に挿入して組み込む。作業者は、３番目に、第１組のＶ相長節巻コイル５３ＶならびにＶ相短節巻コイル５４Ｖの一対のコイルサイドを、それぞれ第１７および第２４スロットＳ１７、Ｓ２４、ならびに、第１８および第２３スロットＳ１８、Ｓ２３に挿入して組み込む。以下、図７の左側から右側へと順番に、作業者は、長節巻コイル５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗおよび短節巻コイル５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗをスロット４３に組み込んでゆく。
【００４５】
ここで、短節巻コイル５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗのコイルエンドを跨いで長節巻コイル５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗのコイルエンドが配置されるので、コイルエンドの２階建て配置が可能となっている。これによれば、短節巻コイル５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗおよび長節巻コイル５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗを入れ子にして保持できるので、両コイルを一括して組み込むことが容易となり、組み込み作業性が良好となる。
【００４６】
作業者は、１１番目に、第４組のＵ相長節巻コイル５３ＵならびにＵ相短節巻コイル５４Ｕの一対のコイルサイドを、それぞれ第１および第８スロットＳ１、Ｓ８、ならびに、第２および第７スロットＳ２、Ｓ７に挿入して組み込む。最後の１２番目に組み込む第４組のＶ相長節巻コイル５３ＶおよびＶ相短節巻コイル５４Ｖの組み込み位置は、第５および第６スロットＳ５、Ｓ６の溝口部側位置４４と第１２および第１１スロットＳ１２、Ｓ１１の溝底部側位置４５の間である。しかしながら、第１組のＷ相長節巻コイル５３ＷおよびＷ相短節巻コイル５４Ｗの片側のコイルサイドは、既に第９および第１０スロットＳ９、Ｓ１０の溝口部側位置４４に組み込まれており、組み込み作業の邪魔になる。
【００４７】
このため、図８に示されるように、作業者は、組み込み済みの第１組のＷ相長節巻コイル５３ＷおよびＷ相短節巻コイル５４Ｗの片側のコイルサイドを、一旦第９および第１０スロットＳ９、Ｓ１０の外部に出す。このとき、組み込み済みの第１組のＵ相長節巻コイル５３ＵおよびＵ相短節巻コイル５４Ｕの片側のコイルサイドも連鎖的に邪魔になる場合がある。さらに、組み込み済みの第１組のＶ相長節巻コイル５３ＶおよびＶ相短節巻コイル５４Ｖの片側のコイルサイドも連鎖的に邪魔になる場合がある。
【００４８】
作業者は、邪魔になる範囲内のコイルサイドを、一旦スロット４３の外部に出す。図８の例で、第９、第１０、第１３、第１４、および第１７スロットＳ９、Ｓ１０、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１７から、それぞれコイル５３Ｗ、５４Ｗ、５３Ｕ、５４Ｕ、５３Ｖの片側のコイルサイドが一旦スロット４３の外部に出される。
【００４９】
これにより、図９に示されるように、作業者は、第４組のＶ相長節巻コイル５３ＶならびにＶ相短節巻コイル５４Ｖの一対のコイルサイドを、それぞれ第５および第１２スロットＳ５、Ｓ１２、ならびに、第６および第１１スロットＳ６、Ｓ１１に挿入して組み込むことができる。次に、作業者は、一旦スロット４３の外部に出したコイル５３Ｗ、５４Ｗ、５３Ｕ、５４Ｕ、５３Ｖの片側のコイルサイドを元のスロット４３に再度組み込む（矢印Ｍ１、Ｍ２参照）。
【００５０】
また、コイルの剛性が比較的小さくて一時的な変形が許容される場合に、作業者は、図８に代えて、図１０に示される代替方法を採用できる。この代替方法で、作業者は、組み込み済みの第１組のＷ相長節巻コイル５３ＷおよびＷ相短節巻コイル５４Ｗの片側のコイルサイドを一旦第９および第１０スロットＳ９、Ｓ１０の外部に出す。さらに、作業者は、片側のコイルサイドが第５スロットＳ５から第１２スロットＳ１２の間に位置しないように、Ｗ相長節巻コイル５３ＷおよびＷ相短節巻コイル５４Ｗを一時的に曲げ加工する。作業者は、邪魔になる範囲内のコイルサイドを一旦スロット４３の外部に出して、一時的に曲げ加工する。
【００５１】
図１０の例で、第９、第１０、および第１３スロットＳ９、Ｓ１０、Ｓ１３からＷ相長節巻コイル５３Ｗ、Ｗ相短節巻コイル５４Ｗ、およびＵ相長節巻コイル５３Ｕの片側のコイルサイドが一旦スロット４３の外部に出されるとともに、曲げ加工される。これにより、作業者は、第４組のＶ相長節巻コイル５３ＶならびにＶ相短節巻コイル５４Ｖの一対のコイルサイドを、それぞれ第５および第１２スロットＳ５、Ｓ１２、ならびに、第６および第１１スロットＳ６、Ｓ１１に挿入して組み込むことができる。次に、作業者は、一旦スロット４３の外部に出したコイル５３Ｗ、５４Ｗ、５３Ｕの片側のコイルサイドを元のスロット４３に再度組み込みながら、曲がりを元の形状に戻す。代替方法によれば、一旦スロット４３の外部に出すコイルサイドの数量は、図８の５個から図１０の３個に削減される。
【００５２】
コイルの組み付けを終えた後、作業者は、付帯作業を行う。付帯作業には、コイルエンドの整形加工作業、相間絶縁紙の装着作業、およびコイルの接続作業などがある。図１１は、組み付け直後のコイルエンドの断面形状を模式的に示す図５のＪ−Ｊ矢視断面図である。図１２は、コイルエンドの整形加工作業および相間絶縁紙の装着作業を終えた後のコイルエンドの断面形状を模式的に示す断面図である。図１１および図１２には、長節巻コイル５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗおよび短節巻コイル５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗの巻装回数Ｎｗ１＝８ターンの場合が例示されている。
【００５３】
図１１に示されるように、組み込み直後の長節巻コイル５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗおよび短節巻コイル５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗのコイルエンドは、前述した２階建てに配置されている。各コイルエンドは、例えば、スロット４３の溝幅方向に１スロットピッチ分を占有して導体が２ターン並び、軸線ＡＸ方向に導体が４ターン並んでいる。そして、コイルエンドの異相間には、３スロットピッチ分の隙間が有る。したがって、この隙間を有効利用することで、コイルエンドの軸線ＡＸ方向の高さＨＡの低減が可能になる。
【００５４】
作業者は、コイルエンドの２階建ての配置を維持しつつ整形加工して、スロット４３の溝幅方向の４スロットピッチ分に導体を８ターン並べることができる。これにより、各コイルエンドは、軸線ＡＸ方向の導体が１ターンのみとなり、スロット４３の溝幅方向に拡がって扁平化される。整形加工作業の結果、図１２に示されるコイルエンドの断面形状が得られる。整形加工後のコイルエンドの高さＨＢは、組み付け直後のコイルエンドの高さＨＡの概ね２５％まで低減することが可能である。したがって、小型化に不向きな２階建ての不利を解消して、コイルエンドをコンパクト化できる。
【００５５】
コイルエンドの整形加工作業の途中または終わりに、作業者は、コイルエンドの異相間に相間絶縁紙９の装着作業を行う。相間絶縁紙９は、Ｕ相コイル５３Ｕ、５４ＵとＶ相コイル５３Ｖ、５４Ｖの間、ならびに、Ｖ相コイル５３Ｖ、５４ＶとＷ相コイル５３Ｗ、５４Ｗの間に必要である。さらに、相間絶縁紙９は、Ｗ相コイル５３Ｗ、５４Ｗと次のＵ相コイル５３Ｕ、コイル５４Ｕの間にも必要である。したがって、相間絶縁紙９の必要箇所数は、１磁極対あたり３箇所となる。
【００５６】
この後、作業者は、コイルの接続作業を行う。作業者は、長節巻コイル５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗと、短節巻コイル５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗを直列接続してＵ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗとする。作業者は、次に、各相の４組のＵ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗを並列接続して、それぞれＵ相、Ｖ相、およびＷ相固定子巻線５Ｕ、５Ｖ、５Ｗとする。作業者は、さらに、中性点の接続および三相の相端の配策を行う。
【００５７】
次に、第１実施形態の三相回転電機１の作用について、２種類の従来技術と比較して説明する。図１３は、第１の従来技術の三相回転電機に係り、固定子２Ｘを構成するコイルのコイルエンドが同心円孤状に配置された例を示す図である。第１の従来技術の固定子２Ｘの極対コイルは、構成自体が第１実施形態と同じで、スロット４３内の配置位置が異なる。詳述すると、Ｕ相長節巻コイル５３Ｕのコイルエンドは、第１および第８スロットＳ１、Ｓ８の溝底部側位置４５同士を渡っている。Ｕ相短節巻コイル５４Ｕのコイルエンドは、第２および第７スロットＳ２、Ｓ７の溝底部側位置４５同士を渡っている。
【００５８】
また、Ｖ相長節巻コイル５３Ｖのコイルエンドは、第５および第１２スロットＳ５、Ｓ１２の溝深さ方向の中間位置同士を渡っている。Ｖ相短節巻コイル５４Ｖのコイルエンドは、第６および第１１スロットＳ６、Ｓ１１の溝深さ方向の中間位置同士を渡っている。Ｗ相長節巻コイル５３Ｗのコイルエンドは、第９および第１６スロットＳ９、Ｓ１６の溝口部側位置４４同士を渡っている。Ｗ相短節巻コイル５４Ｗのコイルエンドは、第１０および第１５スロットＳ１０、Ｓ１５の溝口部側位置４４同士を渡っている。
【００５９】
第１の従来技術において、極対コイルのコイルエンドの長さは、最外周配置となるＵ相で最も長くなり、Ｖ相、Ｗ相の順番に短くなる。また、極対コイルの配置位置も三相で相互に異なる。このため、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相の極対コイルの特性が均等化されず、優れた性能を実現することが難しい。また、別の従来技術では、三相の極対コイルの大きさを均等化できるが、組み込み作業の制約によって、或る相の最も大きくなる極対コイルに他相の極対コイルの大きさを合わせる必要がある。このため、導体の全長が増加して効率が低下するとともに、極対コイルが大型化する。これらに対して第１実施形態では、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗは、形状および配置位置が三相で均等化され、かつ小型化が可能である。このため、騒音および振動の低減や、効率向上などの面で優れた性能が実現される。
【００６０】
また、図１４は、第２の従来技術の三相回転電機に係り、固定子２Ｙの極対コイルが振り分け構成とされたコイル構成を模式的に説明する図である。第２の従来技術は、特許文献１、２に開示されたコイルエンドが螺旋状に渡る技術に対応する。第２の従来技術において、固定子巻線５の各相の４組の極対コイルの各々は、直列接続された２層各２個の全節巻コイルからなる。各層内の２個の全節巻コイルは、配置位置が１スロット分だけ異なっている。また、第１層と第２層とでは、配置位置が６スロット分だけ異なっている。各相の全節巻コイル５５Ｕ、５５Ｖ、５５Ｗは、コイルサイド間のコイルピッチＰｃと巻装回数ＮｗＹに関して１種類であり、コイルピッチＰｃ＝６である。また、全節巻コイル５５Ｕ、５５Ｖ、５５Ｗの巻装回数ＮｗＹは、第１実施形態の長節巻コイル５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗの巻装回数Ｎｗ１の半分になっている。
【００６１】
第１層の２個のＵ相全節巻コイル５５Ｕのコイルエンドは、第１および第２スロットＳ１、Ｓ２の溝口部側位置４４から第７および第８スロットＳ７、Ｓ８の溝底部側位置４５にそれぞれ渡っている。第２層の２個のＵ相全節巻コイル５５Ｕのコイルエンドは、第７および第８スロットＳ７、Ｓ８の溝口部側位置４４から第１３および第１４スロットＳ１３、Ｓ１４の溝底部側位置４５にそれぞれ渡っている。Ｕ相全節巻コイル５５Ｕの巻装方向は、第１層と第２層とで逆方向になっている。
【００６２】
２層各２個のＶ相全節巻コイル５５Ｖの配置位置は、Ｕ相全節巻コイル５５Ｕの配置位置を図１４の右方向に４スロット分だけシフトしたものとなっている。２層各２個のＶ相全節巻コイル５５Ｖのコイルエンドは、第５、第６、第１１、および第１２スロットＳ５、Ｓ６、Ｓ１１、Ｓ１２の溝口部側位置４４から、第１１、第１２、第１７、および第１８スロットＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１７、Ｓ１８の溝底部側位置４５にそれぞれ渡っている。
【００６３】
２層各２個のＷ相全節巻コイル５５Ｗの配置位置は、Ｕ相全節巻コイル５５Ｕの配置位置を図１４の右方向に８スロット分だけシフトしたものとなっている。２層各２個のＷ相全節巻コイル５５Ｗのコイルエンドは、第９、第１０、第３、および第４スロットＳ９、Ｓ１０、Ｓ３、Ｓ４の溝口部側位置４４から、第１５、第１６、第９、および第１０スロットＳ１５、Ｓ１６、Ｓ９、Ｓ１０の溝底部側位置４５にそれぞれ渡っている。
【００６４】
第２の従来技術において、固定子巻線５は、合計で４８個の全節巻コイル５５Ｕ、５５Ｖ、５５Ｗからなる。そして４８個のスロット４３（Ｓ１〜Ｓ４８）の各々には、２個の全節巻コイル５５Ｕ、５５Ｖ、５５Ｗの片側のコイルサイドが配置される。例えば、第７スロットＳ７において、第１層のＵ相全節巻コイル５５Ｕのコイルサイドが溝底部側位置４５に配置され、第２層のＵ相全節巻コイル５５Ｕのコイルサイドが溝口部側位置４４に配置される。つまり、全節巻コイル５５Ｕ、５５Ｖ、５５Ｗは、コイルサイドがスロット４３の半分を占有するハーフコイルである。
【００６５】
また、図１４に示されるように、回転子３の特定の回転位相において、第１層の２個のＵ相全節巻コイル５５Ｕは、Ｎ磁極３４Ｎに対向し、第２層の２個のＵ相全節巻コイル５５Ｕは、Ｓ磁極３４Ｓに対向する。つまり、極対コイルを構成するコイルは、両方の磁極３４Ｎ、３４Ｓに対向可能に振り分けて配置されており、換言すれば、振り分け構成となっている。同様に、Ｖ相およびＷ相を構成するコイルも、振り分け構成となっている。
【００６６】
図１５は、第２の従来技術における固定子巻線５の組み込み作業の方法を説明する図である。第２の従来技術では、全節巻コイル５５Ｕ、５５Ｖ、５５Ｗのコイル数が第１実施形態の２倍となっており、両方のコイルサイドを一度に組み込むことが難しい。そのため、作業者は、まず、全部の全節巻コイル５５Ｕ、５５Ｖ、５５Ｗの一方のコイルサイドのみを、スロット４３の溝底部側位置４５に組み込む（矢印Ｍ３参照）。作業者は、次に、全部の全節巻コイル５５Ｕ、５５Ｖ、５５Ｗを徐々に傾けてゆき（矢印Ｍ４参照）、順番に他方のコイルサイドをスロット４３の溝口部側位置４４に組み込んでゆく。第２の従来技術において、相間絶縁紙９の必要箇所数は、１磁極対あたり６箇所となる。
【００６７】
第２の従来技術では、全部の全節巻コイル５５Ｕ、５５Ｖ、５５Ｗについて、コイルサイドごとに別々に組み込み作業を行うことになり、２度手間となっている。これに対して、第１実施形態では、全部の長節巻コイル５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗおよび短節巻コイル５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗの両方のコイルサイドを一緒に組み込むことができる。そして、コイルサイドを一旦スロット４３の外部に出して再度組み込む２度手間は、組み込み始めの数個のコイルに限定される。したがって、第１実施形態では、固定子巻線５を固定子鉄芯４のスロット４３に組み込む作業の作業性が向上する。さらに、相間絶縁紙６の必要箇所数は、第２の従来技術では１磁極対あたり６箇所であり、第１実施形態では３箇所に半減される。
【００６８】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の三相回転電機について、第１実施形態と異なる点を主に説明する。第２実施形態において、回転子３の構成および固定子鉄芯４の形状は第１実施形態と同じであり、固定子２Ａのコイル構成が第１実施形態と異なる。したがって、第２実施形態においても、毎極スロット数Ｎ１＝６であり、毎極毎相スロット数Ｎ２＝２であり、整数スロット構成となっている。図１６は、第２実施形態の固定子２Ａのコイル構成を模式的に説明する図である。
【００６９】
第２実施形態において、固定子巻線５の各相の４組のＵ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗの各々は、直列接続された長節巻コイル５６Ｕ、５６Ｖ、５６Ｗおよび短節巻コイルコイル５７Ｕ、５７Ｖ、５７Ｗの２層構成からなる。長節巻コイル５６Ｕ、５６Ｖ、５６ＷのコイルピッチＰｃ＝７であり、短節巻コイル５７Ｕ、５７Ｖ、５７ＷのコイルピッチＰｃ＝５である。長節巻コイル５６Ｕ、５６Ｖ、５６Ｗ、および短節巻コイル５７Ｕ、５７Ｖ、５７Ｗの巻装回数Ｎｗ２は、相互に等しい。長節巻コイル５６Ｕ、５６Ｖ、５６Ｗ、および短節巻コイル５７Ｕ、５７Ｖ、５７Ｗの巻装方向は、同じ層内で相互に一致し、第１層と第２層とで相互に逆方向となっている。
【００７０】
コイルの配置位置について詳述すると、第１層のＵ相長節巻コイル５６Ｕのコイルエンドは、第１スロットＳ１の溝口部側位置４４から第８スロットＳ８の溝底部側位置４５に渡っている。第１層のＵ相短節巻コイル５７Ｕのコイルエンドは、第２スロットＳ２の溝口部側位置４４から第７スロットＳ７の溝底部側位置４５に渡っている。
【００７１】
第２層のＵ相長節巻コイル５６Ｕのコイルエンドは、第７スロットＳ７の溝口部側位置４４から第１４スロットＳ１４の溝底部側位置４５に渡っている。第２層のＵ相短節巻コイル５７Ｕのコイルエンドは、第８スロットＳ８の溝口部側位置４４から第１３スロットＳ１３の溝底部側位置４５に渡っている。
【００７２】
Ｖ相コイル５６Ｖ、５７Ｖの配置位置は、Ｕ相コイル５６Ｕ、５７Ｕの配置位置を図１６の右方向に４スロット分だけシフトしたものとなっている。第１層のＶ相長節巻コイル５６Ｖのコイルエンドは、第５スロットＳ５の溝口部側位置４４から第１２スロットＳ１２の溝底部側位置４５に渡っている。第１層のＶ相短節巻コイル５７Ｖのコイルエンドは、第６スロットＳ６の溝口部側位置４４から第１１スロットＳ１１の溝底部側位置４５に渡っている。
【００７３】
第２層のＶ相長節巻コイル５６Ｖのコイルエンドは、第１１スロットＳ１１の溝口部側位置４４から第１８スロットＳ１８の溝底部側位置４５に渡っている。第２層のＶ相短節巻コイル５７Ｖのコイルエンドは、第１２スロットＳ１２の溝口部側位置４４から第１７スロットＳ１７の溝底部側位置４５に渡っている。
【００７４】
Ｗ相コイル５６Ｗ、５７Ｗの配置位置は、Ｕ相コイル５６Ｕ、５７Ｕの配置位置を図１６の右方向に８スロット分だけシフトしたものとなっている。第１層のＷ相長節巻コイル５６Ｗのコイルエンドは、第９スロットＳ９の溝口部側位置４４から第１６スロットＳ１６の溝底部側位置４５に渡っている。第１層のＷ相短節巻コイル５７Ｗのコイルエンドは、第１０スロットＳ１０の溝口部側位置４４から第１５スロットＳ１５の溝底部側位置４５に渡っている。
【００７５】
第２層のＷ相長節巻コイル５６Ｗのコイルエンドは、第１５スロットＳ１５の溝口部側位置４４から第２２スロットＳ２２の溝底部側位置４５に渡っている。第２層のＷ相短節巻コイル５７Ｗのコイルエンドは、第１６スロットＳ１６の溝口部側位置４４から第２１スロットＳ２１の溝底部側位置４５に渡っている。
【００７６】
別の第２層のＷ相長節巻コイル５６Ｗのコイルエンドは、第３スロットＳ３の溝口部側位置４４から第１０スロットＳ１０の溝底部側位置４５に渡っている。別の第２層のＷ相短節巻コイル５７Ｗのコイルエンドは、第４スロットＳ４の溝口部側位置４４から第９スロットＳ９の溝底部側位置４５に渡っている。
【００７７】
第２実施形態において、固定子巻線５は、２４個の長節巻コイル５６Ｕ、５６Ｖ、５６Ｗ、および２４個の短節巻コイル５７Ｕ、５７Ｖ、５７Ｗからなる。これらのコイル５６Ｕ、５６Ｖ、５６Ｗ、５７Ｕ、５７Ｖ、５７Ｗは、コイルサイドがスロット４３の半分を占有するハーフコイルである。
【００７８】
また、図１６に示されるように、回転子３の特定の回転位相において、第１層のＵ相長節巻コイル５６ＵおよびＵ相短節巻コイル５７Ｕは、Ｎ磁極３４Ｎに対向する。一方、第２層のＵ相長節巻コイル５６ＵおよびＵ相短節巻コイル５７Ｕは、Ｓ磁極３４Ｓに対向する。つまり、固定子２ＡのＵ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗを構成するコイルは、振り分け構成となっている。
【００７９】
さらに、第１層のＵ相長節巻コイル５６ＵおよびＵ相短節巻コイル５７Ｕは、図６に示される第１実施形態と同様に、コイルエンドが軸線ＡＸ方向に２階建てに配置される。同様に、第２層のＵ相長節巻コイル５６ＵおよびＵ相短節巻コイル５７Ｕも、コイルエンドが軸線ＡＸ方向に２階建てに配置される。さらに同様に、Ｖ相およびＷ相の各２層の２個のコイル５６Ｖ、５７Ｖ、５６Ｗ、５７Ｗも、それぞれコイルエンドが軸線ＡＸ方向に２階建てに配置される。第２実施形態において、相間絶縁紙９の必要箇所数は、１磁極対あたり６箇所となる。
【００８０】
ここで、第２の従来技術を示した図１４と、第２実施形態を示した図１６とを比較する。すると、２個のＵ相全節巻コイル５５Ｕが第１層の長節巻コイル５３Ｕおよび短節巻コイル５４Ｕに置換されて、第２実施形態となっていることがわかる。第２実施形態の固定子２Ａでは、コイルエンドが軸線ＡＸ方向に２階建てに配置されるので、第２の従来技術と比較して、固定子巻線５の組み込み作業の作業性が良好になる。
【００８１】
＜第３および第４実施形態＞
次に、第３および第４実施形態の三相回転電機について、第１および第２実施形態と異なる点を主に説明する。第３および第４実施形態において、回転子３の構成は第１実施形態と同じであり、固定子２Ｂ、２Ｃのスロット４３の個数ｎｓおよびコイル構成が第１実施形態と異なる。第３および第４実施形態において、総磁極数ｎｍ＝８、スロット４３の個数ｎｓ＝３６である。したがって、毎極スロット数Ｎ１＝４．５であり、毎極毎相スロット数Ｎ２＝１．５であり、分数スロット構成となっている。
【００８２】
図１７は、第３実施形態の固定子２Ｂのコイル構成を模式的に説明する図である。第３実施形態において、固定子巻線５の各相の４組のＵ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗの各々は、直列接続された長節巻コイルコイル５８Ｕ、５８Ｖ、５８Ｗおよび短節巻コイル５９Ｕ、５９Ｖ、５９Ｗからなる。長節巻コイル５８Ｕ、５８Ｖ、５８ＷのコイルピッチＰｃ＝５であり、短節巻コイル５９Ｕ、５９Ｖ、５９ＷのコイルピッチＰｃ＝３である。
【００８３】
図１８は、Ｕ相極対コイル５２Ｕを構成するＵ相長節巻コイル５８ＵおよびＵ相短節巻コイル５９Ｕのコイルエンドの２階配置を模式的に示した図である。長節巻コイル５８Ｕ、５８Ｖ、５８Ｗは、巻装回数Ｎｗ３１のフルコイルである。一方、短節巻コイル５９Ｕ、５９Ｖ、５９Ｗは、巻装回数Ｎｗ３２が長節巻コイル５８Ｕ、５８Ｖ、５８Ｗの巻装回数Ｎｗ３１の半分のハーフコイルである。長節巻コイル５８Ｕ、５８Ｖ、５８Ｗ、および短節巻コイル５９Ｕ、５９Ｖ、５９Ｗの巻装方向Ｒは、相互に一致している。
【００８４】
コイルの配置位置について詳述すると、Ｕ相長節巻コイル５８Ｕのコイルエンドは、第１スロットＳ１の溝口部側位置４４から第６スロットＳ６の溝底部側位置４５に渡っている。Ｕ相短節巻コイル５９Ｕのコイルエンドは、第２スロットＳ２の溝口部側位置４４から第５スロットＳ５の溝底部側位置４５に渡っている。別のＵ相長節巻コイル５８Ｕのコイルエンドは、第１０スロットＳ１０の溝口部側位置４４から第１５スロットＳ１５の溝底部側位置４５に渡っている。別のＵ相短節巻コイル５９Ｕのコイルエンドは、第１１スロットＳ１１の溝口部側位置４４から第１４スロットＳ１４の溝底部側位置４５に渡っている。
【００８５】
Ｖ相コイル５８Ｖ、５９Ｖの配置位置は、Ｕ相コイル５８Ｕ、５９Ｕの配置位置を図１７の右方向に３スロット分だけシフトしたものとなっている。Ｖ相長節巻コイル５８Ｖのコイルエンドは、第４スロットＳ４の溝口部側位置４４から第９スロットＳ９の溝底部側位置４５に渡っている。Ｖ相短節巻コイル５９Ｖのコイルエンドは、第５スロットＳ５の溝口部側位置４４から第８スロットＳ８の溝底部側位置４５に渡っている。
【００８６】
Ｗ相コイル５８Ｗ、５９Ｗの配置位置は、Ｕ相コイル５８Ｕ、５９Ｕの配置位置を図１７の右方向に６スロット分だけシフトしたものとなっている。Ｗ相長節巻コイル５８Ｗのコイルエンドは、第７スロットＳ７の溝口部側位置４４から第１２スロットＳ１２の溝底部側位置４５に渡っている。Ｗ相短節巻コイル５９Ｗのコイルエンドは、第８スロットＳ８の溝口部側位置４４から第１１スロットＳ１１の溝底部側位置４５に渡っている。
【００８７】
図１７に示されるように、回転子３の特定の回転位相において、Ｕ相長節巻コイル５８ＵおよびＵ相短節巻コイル５９Ｕは、Ｎ磁極３４Ｎに対向する。つまり、固定子２ＢのＵ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗを構成するコイルは、集約構成となっている。さらに、図１８に示されるように、Ｕ相長節巻コイル５８ＵおよびＵ相短節巻コイル５９Ｕは、コイルエンドが軸線ＡＸ方向に２階建てに配置される。また、相間絶縁紙９の必要箇所数は、１磁極対あたり３箇所となる。
【００８８】
第３実施形態においても、第１実施形態と同様の方法で固定子巻線５の組み込み作業を行うことができる。例えば、始めにＷ相長節巻コイル５８ＷおよびＷ相短節巻コイル５９Ｗを第７スロットＳ７から第１２スロットＳ１２にかけて組み込む場合を想定する。すると、２番目にＵ相長節巻コイル５８ＵおよびＵ相短節巻コイル５９Ｕを第１０スロットＳ１０から第１５スロットＳ１５にかけて組み込み、３番目にＶ相長節巻コイル５８ＶおよびＶ相短節巻コイル５９Ｖを第１３スロットＳ１３から第１８スロットＳ１８にかけて組み込むことになる。また、終わりにＶ相長節巻コイル５８ＶおよびＶ相短節巻コイル５９Ｖを第４スロットＳ４から第９スロットＳ９にかけて組み込むことになる。この場合、一旦スロット４３の外部に出して再度組み込むコイルサイドの数量は、始めのうちに組み込む４個程度のコイル５８Ｗ、５９Ｗ、５８Ｕ、５８Ｖで済み、組み込み作業性が向上する。さらに、コイルエンドの軸線ＡＸ方向の高さの低減によるコンパクト化の効果や、相間絶縁紙９の半減効果も、第１実施形態と同様に得られる。
【００８９】
図１９は、第４実施形態の固定子２Ｃのコイル構成を模式的に説明する図である。第４実施形態において、固定子巻線５の各相の４組のＵ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗの各々は、直列接続された第１短節巻コイル６０Ｕ、６０Ｖ、６０Ｗおよび第２短節巻コイル６１Ｕ、６１Ｖ、６１Ｗからなる。第１短節巻コイル６０Ｕ、６０Ｖ、６０ＷのコイルピッチＰｃ＝３であり、第２短節巻コイル６１Ｕ、６１Ｖ、６１ＷのコイルピッチＰｃ＝４である。
【００９０】
図２０は、Ｕ相極対コイル５２Ｕを構成するＵ相第１短節巻コイル６０ＵおよびＵ相第２短節巻コイル６１Ｕを模式的に示した図である。第２短節巻コイル６１Ｕ、６１Ｖ、６１は、巻装回数Ｎｗ４２のフルコイルである。一方、第１短節巻コイル６０Ｕ、６０Ｖ、６０Ｗは、巻装回数Ｎｗ４１が第２短節巻コイル６１Ｕ、６１Ｖ、６１の巻装回数Ｎｗ４２の半分のハーフコイルである。第１短節巻コイル６０Ｕ、６０Ｖ、６０Ｗ、および第２短節巻コイル６１Ｕ、６１Ｖ、６１Ｗの巻装方向Ｒは、相互に逆方向となっている。
【００９１】
コイルの配置位置について詳述すると、Ｕ相第１短節巻コイル６０Ｕのコイルエンドは、第１スロットＳ１の溝口部側位置４４から第４スロットＳ４の溝底部側位置４５に渡っている。Ｕ相第２短節巻コイル６１Ｕのコイルエンドは、第５スロットＳ５の溝口部側位置４４から第９スロットＳ９の溝底部側位置４５に渡っている。別のＵ相第１短節巻コイル６０Ｕのコイルエンドは、第１０スロットＳ１０の溝口部側位置４４から第１３スロットＳ１３の溝底部側位置４５に渡っている。
【００９２】
Ｖ相コイル６０Ｖ、６１Ｖの配置位置は、Ｕ相コイル６０Ｕ、６１Ｕの配置位置を図１９の右方向に３スロット分だけシフトしたものとなっている。Ｖ相第１短節巻コイル６０Ｖのコイルエンドは、第４スロットＳ４の溝口部側位置４４から第７スロットＳ７の溝底部側位置４５に渡っている。Ｖ相第２短節巻コイル６１Ｖのコイルエンドは、第８スロットＳ８の溝口部側位置４４から第１２スロットＳ１２の溝底部側位置４５に渡っている。別のＶ相第１短節巻コイル６０Ｖのコイルエンドは、第１３スロットＳ１３の溝口部側位置４４から第１６スロットＳ１６の溝底部側位置４５に渡っている。
【００９３】
Ｗ相コイル６０Ｗ、６１Ｗの配置位置は、Ｕ相コイル６０Ｕ、６１Ｕの配置位置を図１９の右方向に６スロット分だけシフトしたものとなっている。Ｗ相第１短節巻コイル６０Ｗのコイルエンドは、第７スロットＳ７の溝口部側位置４４から第１０スロットＳ１０の溝底部側位置４５に渡っている。Ｗ相第２短節巻コイル６１Ｗのコイルエンドは、第１１スロットＳ１１の溝口部側位置４４から第１５スロットＳ１５の溝底部側位置４５に渡っている。別のＷ相第２短節巻コイル６１Ｗのコイルエンドは、第２スロットＳ２の溝口部側位置４４から第６スロットＳ６の溝底部側位置４５に渡っている。
【００９４】
図１９に示されるように、回転子３の特定の回転位相において、Ｕ相第１短節巻コイル６０Ｕは、Ｎ磁極３４Ｎに対向する。一方、Ｕ相第２短節巻コイル６１Ｕは、Ｓ磁極３４Ｓに対向する。つまり、固定子２ＣのＵ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗを構成するコイルは、振り分け構成となっている。また、相間絶縁紙９の必要箇所数は、１磁極対あたり６箇所となる。
【００９５】
第４実施形態においても、第１実施形態と同様の方法で固定子巻線５の組み込み作業を行うことができる。例えば、始めにＷ相第１短節巻コイル６０Ｗを第７スロットＳ７から第１０スロットＳ１０にかけて組み込む場合を想定する。すると、２番目以降にＶ相第２短節巻コイル６１Ｖ、Ｕ相第１短節巻コイル６０Ｕ、Ｗ相第２短節巻コイル６１Ｗ、Ｖ相第１短節巻コイル６０Ｖ、Ｕ相第２短節巻コイル６１Ｕの順番で組み込むことになる。また、終わりにＵ相第２短節巻コイル６１Ｕを第５スロットＳ５から第９スロットＳ９にかけて組み込むことになる。この場合、一旦スロット４３の外部に出して再度組み付けるコイルサイドの数量は、始めのうちに組み込む６個程度のコイル６０Ｗ、６１Ｖ、６０Ｕ、６１Ｗ、６０Ｖ、６１Ｕで済み、組み込み作業性が向上する。さらに、コイルエンドの軸線ＡＸ方向の高さに低減の余地があり、コイルエンドのコンパクト化が可能である。
【００９６】
＜第５および第６実施形態＞
次に、第５および第６実施形態の三相回転電機について、第１〜第４実施形態と異なる点を主に説明する。第５および第６実施形態において、回転子３の構成は第１実施形態と同じであり、固定子２Ｄ、２Ｅのスロット４３の個数ｎｓおよびコイル構成が第１実施形態と異なる。第５および第６実施形態において、総磁極数ｎｍ＝８、スロット４３の個数ｎｓ＝６０である。したがって、毎極スロット数Ｎ１＝７．５であり、毎極毎相スロット数Ｎ２＝２．５であり、分数スロット構成となっている。
【００９７】
図２１は、第５実施形態の固定子２Ｄのコイル構成を模式的に説明する図である。第５実施形態において、固定子巻線５の各相の４組のＵ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗの各々は、直列接続された長節巻コイル６２Ｕ、６２Ｖ、６２Ｗ、第１短節巻コイル６３Ｕ、６３Ｖ、６３Ｗ、および第２短節巻コイル６４Ｕ、６４Ｖ、６４Ｗからなる。長節巻コイル６２Ｕ、６２Ｖ、６２ＷのコイルピッチＰｃ＝９であり、第１短節巻コイル６３Ｕ、６３Ｖ、６３ＷのコイルピッチＰｃ＝７であり、第２短節巻コイル６４Ｕ、６４Ｖ、６４ＷのコイルピッチＰｃ＝５である。
【００９８】
図２２は、Ｕ相極対コイル５２Ｕを構成するＵ相長節巻コイル６２Ｕ、Ｕ相第１短節巻コイル６３Ｕ、およびＵ相第２短節巻コイル６４Ｕのコイルエンドの３階配置を模式的に示した図である。長節巻コイル６２Ｕ、６２Ｖ、６２Ｗは、巻装回数Ｎｗ５１のフルコイルである。第１短節巻コイル６３Ｕ、６３Ｖ、６３Ｗは、巻装回数Ｎｗ５２が長節巻コイル６２Ｕ、６２Ｖ、Ｗの巻装回数Ｎｗ５１に等しいフルコイルである。第２短節巻コイル６４Ｕ、６４Ｖ、６４Ｗは、巻装回数Ｎｗ５３が長節巻コイル６２Ｕ、６２Ｖ、Ｗの巻装回数Ｎｗ５１の半分のハーフコイルである。長節巻コイル６２Ｕ、６２Ｖ、６２Ｗ、第１短節巻コイル６３Ｕ、６３Ｖ、６３Ｗ、および第２短節巻コイル６４Ｕ、６４Ｖ、６４Ｗの巻装方向Ｒは、相互に一致している。
【００９９】
コイルの配置位置について詳述すると、Ｕ相長節巻コイル６２Ｕのコイルエンドは、第１スロットＳ１の溝口部側位置４４から第１０スロットＳ１０の溝底部側位置４５に渡っている。Ｕ相第１短節巻コイル６３Ｕのコイルエンドは、第２スロットＳ２の溝口部側位置４４から第９スロットＳ９の溝底部側位置４５に渡っている。Ｕ相第２短節巻コイル６４Ｕのコイルエンドは、第３スロットＳ３の溝口部側位置４４から第８スロットＳ８の溝底部側位置４５に渡っている。
【０１００】
Ｖ相コイル６２Ｖ、６３Ｖ、６４Ｖの配置位置は、Ｕ相コイル６２Ｕ、６３Ｕ、６４Ｕの配置位置を図２１の右方向に５スロット分だけシフトしたものとなっている。Ｖ相長節巻コイル６２Ｖのコイルエンドは、第６スロットＳ６の溝口部側位置４４から第１５スロットＳ１５の溝底部側位置４５に渡っている。Ｖ相第１短節巻コイル６３Ｖのコイルエンドは、第７スロットＳ７の溝口部側位置４４から第１４スロットＳ１４の溝底部側位置４５に渡っている。Ｖ相第２短節巻コイル６４Ｖのコイルエンドは、第８スロットＳ８の溝口部側位置４４から第１３スロットＳ１３の溝底部側位置４５に渡っている。
【０１０１】
Ｗ相コイル６２Ｗ、６３Ｗ、６４ＷＶの配置位置は、Ｕ相コイル６２Ｕ、６３Ｕ、６４Ｕの配置位置を図２１の右方向に１０スロット分だけシフトしたものとなっている。Ｗ相長節巻コイル６２Ｗのコイルエンドは、第１１スロットＳ１１の溝口部側位置４４から第２０スロットＳ２０の溝底部側位置４５に渡っている。Ｗ相第１短節巻コイル６３Ｗのコイルエンドは、第１２スロットＳ１２の溝口部側位置４４から第１９スロットＳ１９の溝底部側位置４５に渡っている。Ｗ相第２短節巻コイル６４Ｗのコイルエンドは、第１３スロットＳ１３の溝口部側位置４４から第１８スロットＳ１８の溝底部側位置４５に渡っている。
【０１０２】
図２１に示されるように、回転子３の特定の回転位相において、Ｕ相長節巻コイル６２Ｕ、Ｕ相第１短節巻コイル６３Ｕ、およびＵ相第２短節巻コイル６４Ｕは、Ｎ磁極３４Ｎに対向する。つまり、固定子２ＤのＵ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗを構成するコイルは、集約構成となっている。さらに、図２２に示されるように、Ｕ相長節巻コイル６２Ｕ、Ｕ相第１短節巻コイル６３Ｕ、およびＵ相第２短節巻コイル６４Ｕは、コイルエンドが軸線ＡＸ方向に３階建てに配置される。また、相間絶縁紙９の必要箇所数は、１磁極対あたり３箇所となる。
【０１０３】
第５実施形態においても、第１実施形態と同様の方法で固定子巻線５の組み込み作業を行うことができる。例えば、始めにＷ相長節巻コイル６２Ｗ、Ｗ相第１短節巻コイル６３Ｗ、およびＷ相第２短節巻コイル６４Ｗを、第１１スロットＳ１１から第２０スロットＳ２０にかけて組み込む場合を想定する。すると、２番目にＵ相長節巻コイル６２Ｕ、Ｕ相第１短節巻コイル６３Ｕ、およびＵ相第２短節巻コイル６４Ｕを第１６スロットＳ１６から第２５スロットＳ２５にかけて組み込むことになる。また、終わりにＶ相長節巻コイル６２Ｖ、Ｖ相第１短節巻コイル６３Ｖ、およびＶ相第２短節巻コイル６４Ｖを第６スロットＳ６から第１５スロットＳ１５にかけて組み込むことになる。
【０１０４】
ここで、第２短節巻コイル６４Ｕ、６４Ｖ、６４Ｗのコイルエンドを跨いで第１短節巻コイル６３Ｕ、６３Ｖ、６３Ｗのコイルエンドが配置され、さらに、この２個のコイルを跨いで長節巻コイル６２Ｕ、６２Ｖ、６２Ｗのコイルエンドが配置されるので、コイルエンドの３階建て配置が可能となっている。これによれば、第２短節巻コイル６４Ｕ、６４Ｖ、６４Ｗ、第１短節巻コイル６３Ｕ、６３Ｖ、６３Ｗ、および長節巻コイル６２Ｕ、６２Ｖ、６２Ｗを入れ子にして保持できるので、３個のコイルを一括して組み込むことが容易となり、組み込み作業性が極めて良好になる。加えて、一旦スロット４３の外部に出して再度組み付けるコイルサイドの数量は、始めのうちに組み込む５個程度のコイル６２Ｗ、６３Ｗ、６４Ｗ、６２Ｕ、６３Ｕで済み、組み込み作業性が向上する。さらに、コイルエンドの軸線ＡＸ方向の高さの低減によるコンパクト化の効果や、相間絶縁紙９の半減効果も、第１実施形態と同様に得られる。
【０１０５】
図２３は、第６実施形態の固定子２Ｅのコイル構成を模式的に説明する図である。第６実施形態において、固定子巻線５の各相の４組のＵ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗの各々は、直列接続された第１短節巻コイル６５Ｕ、６５Ｖ、６５Ｗ、第２短節巻コイル６６Ｕ、６６Ｖ、６６Ｗ、および第３短節巻コイル６７Ｕ、６７Ｖ、６７Ｗからなる。第１短節巻コイル６５Ｕ、６５Ｖ、６５ＷのコイルピッチＰｃ＝７であり、第２短節巻コイル６６Ｕ、６６Ｖ、６６ＷのコイルピッチＰｃ＝５であり、第３短節巻コイル６７Ｕ、６７Ｖ、６７ＷのコイルピッチＰｃ＝６である。
【０１０６】
図２４は、Ｕ相極対コイル５２Ｕを構成するＵ相第１〜第３短節巻コイル６５Ｕ、６６Ｕ、６７Ｕのコイルエンドの２階配置を模式的に示した図である。第１短節巻コイル６５Ｕ、６５Ｖ、６５Ｗは、巻装回数Ｎｗ６１のフルコイルである。第２短節巻コイル６６Ｕ、６６Ｖ、６６Ｗは、巻装回数Ｎｗ６２が第１短節巻コイル６５Ｕ、６５Ｖ、６５Ｗの巻装回数Ｎｗ６１の半分のハーフコイルである。第３短節巻コイル６７Ｕ、６７Ｖ、６７Ｗは、巻装回数Ｎｗ６３が第１短節巻コイル６５Ｕ、６５Ｖ、６５Ｗの巻装回数Ｎｗ６１に等しいフルコイルである。第１短節巻コイル６５Ｕ、６５Ｖ、６６Ｗ、および第２短節巻コイル６６Ｕ、６６Ｖ、６６Ｗの巻装方向Ｒは、相互に一致し、第３短節巻コイル６７Ｕ、６７Ｖ、６７Ｗの巻装方向Ｒだけが逆方向となっている。
【０１０７】
コイルの配置位置について詳述すると、Ｕ相第１短節巻コイル６５Ｕのコイルエンドは、第１スロットＳ１の溝口部側位置４４から第８スロットＳ８の溝底部側位置４５に渡っている。Ｕ相第２短節巻コイル６６Ｕのコイルエンドは、第２スロットＳ２の溝口部側位置４４から第７スロットＳ７の溝底部側位置４５に渡っている。Ｕ相第３短節巻コイル６７Ｕのコイルエンドは、第９スロットＳ９の溝口部側位置４４から第１５スロットＳ１５の溝底部側位置４５に渡っている。
【０１０８】
Ｖ相コイル６５Ｖ、６６Ｖ、６７Ｖの配置位置は、Ｕ相コイル６５Ｕ、６６Ｕ、６７Ｕの配置位置を図２３の右方向に５スロット分だけシフトしたものとなっている。Ｖ相第１短節巻コイル６５Ｖのコイルエンドは、第６スロットＳ６の溝口部側位置４４から第１３スロットＳ１３の溝底部側位置４５に渡っている。Ｖ相第２短節巻コイル６６Ｖのコイルエンドは、第７スロットＳ７の溝口部側位置４４から第１２スロットＳ１２の溝底部側位置４５に渡っている。Ｖ相第３短節巻コイル６７Ｕのコイルエンドは、第１４スロットＳ１４の溝口部側位置４４から、図２３に見えない第２０スロットＳ２０の溝底部側位置４５に渡っている。
【０１０９】
Ｗ相コイル６５Ｗ、６６Ｗ、６７Ｗの配置位置は、Ｕ相コイル６５Ｕ、６６Ｕ、６７Ｕの配置位置を図２３の右方向に１０スロット分だけシフトしたものとなっている。Ｗ相第１短節巻コイル６５Ｗのコイルエンドは、第１１スロットＳ１１の溝口部側位置４４から第１８スロットＳ１８の溝底部側位置４５に渡っている。Ｗ相第２短節巻コイル６６Ｗのコイルエンドは、第１２スロットＳ１２の溝口部側位置４４から第１７スロットＳ１７の溝底部側位置４５に渡っている。図２３に見えないＷ相第３短節巻コイル６７Ｗのコイルエンドは、第１９スロットＳ１９の溝口部側位置４４から第２５スロットＳ２５の溝底部側位置４５に渡っている。図２３に見える別のＷ相第３短節巻コイル６７Ｗのコイルエンドは、第４スロットＳ４の溝口部側位置４４から第１０スロットＳ１０の溝底部側位置４５に渡っている。
【０１１０】
図２３に示されるように、回転子３の特定の回転位相において、Ｕ相第１短節巻コイル６５ＵおよびＵ第２短節巻コイル６６Ｕは、Ｎ磁極３４Ｎに対向する。一方、Ｕ相第３短節巻コイル６７Ｕは、Ｓ磁極３４Ｓに対向する。つまり、固定子２ＥのＵ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗを構成するコイルは、振り分け構成となっている。図２４に示されるように、Ｕ相第１短節巻コイル６５ＵおよびＵ第２短節巻コイル６６Ｕは、コイルエンドが軸線ＡＸ方向に２階建てに配置される。また、相間絶縁紙９の必要箇所数は、１磁極対あたり６箇所となる。
【０１１１】
第６実施形態においても、第１実施形態と同様の方法で固定子巻線５の組み込み作業を行うことができる。例えば、始めにＷ相第３短節巻コイル６７Ｗを第４スロットＳ４から第１０スロットＳ１０にかけて組み込む場合を想定する。すると、２番目以降にＶ相第１短節巻コイル６５ＶおよびＶ相第２短節巻コイル６６Ｖ、Ｕ相第３短節巻コイル６７Ｕ、Ｗ相第１短節巻コイル６５ＷおよびＷ相第２短節巻コイル６６Ｗ、Ｖ相第３短節巻コイル６７Ｖ、Ｕ相第１短節巻コイル６５ＵおよびＵ相第２短節巻コイル６６Ｕの順番で組み込むことになる。また、終わりにＵ相第１短節巻コイル６５ＵおよびＵ相第２短節巻コイル６６Ｕを、第１スロットＳ１からと第８スロットＳ８にかけて組み込むことになる。この場合、一旦スロット４３の外部に出して再度組み付けるコイルサイドの数量は、始めのうちに組み込む８個程度のコイル６７Ｗ、６５Ｖ、６６Ｖ、６７Ｕ、６５Ｗ、６６Ｗ、６７Ｖ、６５Ｕで済み、組み込み作業性が向上する。さらに、コイルエンドの軸線ＡＸ方向の高さに低減の余地があり、コイルエンドのコンパクト化が可能である。
【０１１２】
＜第１〜第６実施形態の態様および効果＞
第１〜第６実施形態のモータ装置である三相回転電機１は、溝形状であって溝口部４８および溝底部４９をそれぞれ有する複数のスロット４３をもつ固定子鉄芯４、ならびに、複数のスロット４３にそれぞれ巻装された複数のコイルが接続された固定子巻線５を有する固定子２、２Ａ〜２Ｅと、Ｎ磁極３４ＮおよびＳ磁極３４Ｓからなる磁極対を有し、固定子２、２Ａ〜２Ｅに対して回転可能または移動可能に支承された可動子（回転子３）と、を備えたモータ装置であって、複数のコイルは、複数のスロット４３のうちの一対のスロットにそれぞれ巻装されて、一対のスロット内に収容される一対のコイルサイドと、一対のコイルサイドの端部同士を接続する一対のコイルエンドとをそれぞれ有し、かつ、一対のコイルサイドの間のコイルピッチＰｃおよび巻装回数Ｎｗの少なくとも一方が相互に異なる複数種類とされ、かつ、一対のコイルエンドの各々が一対のスロットの一方の溝口部側位置４４から一対のスロットの他方の溝底部側位置４５に渡るように配置されている。
【０１１３】
これによれば、固定子巻線５を構成するコイルのコイルエンドが固定子鉄芯４の或るスロットの溝口部側位置４４から別のスロットの溝底部側位置４５に渡る構成を採用しており、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗの形状および配置位置が三相で均等化される。したがって、コイルエンドが同心円孤状に渡る従来技術と比較して、騒音および振動の低減や、効率向上などの面で優れた性能が実現される。
【０１１４】
また、コイルエンドが螺旋状に渡る従来技術では、固定子巻線５を固定子鉄芯４に組み込む作業で、全部のコイルについてコイルサイドごとに別々に組み込む必要があり、２度手間となっている。これに対し、第１および第３〜第６実施形態では、全部のコイルの両方のコイルサイドを一緒に組み込むことができ、組み込み済みのコイルサイドを一旦スロット４３の外部に出して再度組み込む２度手間は、組み込み始めの数個のコイルに限定される。したがって、固定子巻線５を固定子鉄芯４に組み込む作業の作業性が向上する。さらに、第１、第２、第３、および第５実施形態では、長節巻コイルと短節巻コイルの併用により、コイルエンドが軸線ＡＸ方向に２階建てないしは３階建てに配置される。これによれば、複数のコイルを入れ子にして保持し、一括して組み込むことが容易となり、組み込み作業性が良好になる。
【０１１５】
また、第１、第３、および第５実施形態では、コイルエンドの整形加工作業により、コイルエンドの高さを低減してコンパクト化できる。第４および第６実施形態においても、コイルエンドのコンパクト化は実現可能である。さらに、第１、第３、および第５実施形態では、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗを集約構成としたので、相間絶縁紙９の必要箇所数が従来技術から半減される。
【０１１６】
加えて、上述した組み込み作業性の向上による組み込み作業工数の低減、コイルエンドのコンパクト化による導体使用量の低減、相間絶縁紙９の半減などの総合的な効果により、第１〜第６実施形態の三相回転電機１の製造コストは顕著に低減される。
【０１１７】
また、第１〜第６実施形態において、複数のコイルは、固定子鉄芯４の複数のスロット４３の個数ｎｓをＮ磁極３４ＮおよびＳ磁極３４Ｓの総磁極数ｎｍで除算した毎極スロット数Ｎ１よりもコイルピッチＰｃが長い長節巻コイルと、毎極スロット数Ｎ１よりもコイルピッチＰｃが短い短節巻コイルとを含み、ならびに／あるいは、巻装回数Ｎｗが相対的に多くて一対のコイルサイドの各々が一対のスロット４３の各々の全体を占有するフルコイルと、巻装回数Ｎｗが相対的に少なくて一対のコイルサイドの各々が一対のスロットの各々の半分を占有するハーフコイルとを含む。
【０１１８】
これによれば、様々な種類のコイルを組み合わせてＵ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗを構成できるので、本発明を実施可能な三相回転電機１の範囲が広い。
【０１１９】
さらに、固定子巻線５は三相である。加えて、固定子２は、回転対称形状とされ、可動子は、固定子２に対して回転可能に支承された回転子３である。これによれば、本発明は、三相同期電動機を始めとする三相回転電機１として実施できる。
【０１２０】
さらに、固定子は、軌道を構成するリニア形状とされ、可動子は、軌道に沿って移動可能に支承されたリニア移動子とすることができる。これによれば、本発明は、リニアモータ装置として実施できる。
【０１２１】
＜第７実施形態＞
次に、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗが１種類のコイルで構成される第７実施形態の三相回転電機について、第１〜第６実施形態と異なる点を主に説明する。第７実施形態において、回転子３の構成および固定子鉄芯４の形状は第１実施形態と同じであり、固定子２Ｆのコイル構成が第１実施形態と異なる。したがって、毎極スロット数Ｎ１＝６であり、毎極毎相スロット数Ｎ２＝２であり、整数スロット構成となっている。
【０１２２】
図２５は、第７実施形態の固定子２Ｆのコイル構成を模式的に説明する図である。第７実施形態において、固定子巻線５の各相の４組のＵ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗの各々は、直列接続された２個の全節巻コイル６８Ｕ、６８Ｖ、６８Ｗからなる。全節巻コイル６８Ｕ、６８Ｖ、６８ＷのコイルピッチＰｃ＝６である。全節巻コイル６８Ｕ、６８Ｖ、６８Ｗは、巻装回数Ｎｗ７のフルコイルである。全節巻コイル６８Ｕ、６８Ｖ、６８Ｗの巻装方向は、相互に一致している。
【０１２３】
コイルの配置位置について詳述すると、２個のＵ相全節巻コイル６８Ｕのコイルエンドは、第１および第２スロットＳ１、Ｓ２の溝口部側位置４４から第７および第８スロットＳ７、Ｓ８の溝底部側位置４５にそれぞれ渡っている。
【０１２４】
２個のＶ相全節巻コイル６８Ｖの配置位置は、２個のＵ相全節巻コイル６８Ｕの配置位置を図２５の右方向に４スロット分だけシフトしたものとなっている。すなわち、２個のＶ相全節巻コイル６８Ｖのコイルエンドは、第５および第６スロットＳ５、Ｓ６の溝口部側位置４４から第１１および第１２スロットＳ１１、Ｓ１２の溝底部側位置４５にそれぞれ渡っている。
【０１２５】
２個のＷ相全節巻コイル６８Ｗの配置位置は、２個のＵ相全節巻コイル６８Ｕの配置位置を図２５の右方向に８スロット分だけシフトしたものとなっている。すなわち、２個のＷ相全節巻コイル６８Ｗのコイルエンドは、第９および第１０スロットＳ９、Ｓ１０の溝口部側位置４４から第１５および第１６スロットＳ１５、Ｓ１６の溝底部側位置４５にそれぞれ渡っている。
【０１２６】
さらに、別の２個のＵ相全節巻コイル６８Ｕのコイルエンドは、第１３および第１４スロットＳ１３、Ｓ１４の溝口部側位置４４から第１９および第２０スロットＳ１９、Ｓ２０の溝底部側位置４５にそれぞれ渡っている。また、別の２個のＷ相全節巻コイル６８Ｗのコイルエンドは、図２５に見えない第４５および第４６スロットＳ４５、Ｓ４６の溝口部側位置４４から第３および第４スロットＳ３、Ｓ４の溝底部側位置４５にそれぞれ渡っている。
【０１２７】
図２５に示されるように、回転子３の特定の回転位相において、２個のＵ相全節巻コイル６８Ｕは、Ｎ磁極３４Ｎに対向する。つまり、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗを構成するコイルは、集約構成となっている。また、２個のＵ相全節巻コイル６８Ｕのコイルエンドは、スロット４３の溝口部側位置４４から溝底部側位置４５に向かう方向に並んで配置される。
【０１２８】
次に、固定子巻線５を固定子鉄芯４のスロット４３に組み込む作業の方法について説明する。固定子巻線５を構成する各相の４組の各２個の全節巻コイル６８Ｕ、６８Ｖ、６８Ｗは、まず、固定子鉄芯４を模した巻装用治具に導体が巻装されてそれぞれ形成される。そして、図２６の矢印Ｐ２に示されるように、全節巻コイル６８Ｕ、６８Ｖ、６８Ｗは、図中の左側から右側へと順番にスロット４３に組み込まれる。ただし、組み込み始めおよび組み込み終わりのコイルは、特に限定されない。ここでは、始めに第１組の２個のＶ相全節巻コイル６８Ｖを組み込み、終わりに第４組の２個のＵ相全節巻コイル６８Ｕを組み込む順序を例にして説明する。
【０１２９】
図２６は、固定子巻線５の組み込み作業において、始めに組み込むコイルを簡略化して示す図である。図２７は、固定子巻線５の組み込み作業において、最後のコイルを組み込む直前に、組み込み済みのコイルのコイルサイドを一旦スロット４３の外部に出した状態を示す図である。図２８は、固定子巻線５の組み込み作業において、最後のコイルを組み込んだ直後の状態を示す図である。また、図２９は、一旦スロット４３の外部に出すコイルサイドの数量を図２７よりも低減できる代替方法を示す図である。
【０１３０】
図２６に示されるように、作業者は、始めに第１組の２個のＶ相全節巻コイル６８Ｖの一対のコイルサイドを、それぞれ第５および第１１スロットＳ５、Ｓ１１、ならびに、第６および第１２スロットＳ６、Ｓ１２に挿入して組み込む。作業者は、２番目に、第１組の２個のＷ相全節巻コイル６８Ｗの一対のコイルサイドを、それぞれ第９および第１５スロットＳ９、Ｓ１５、ならびに、第１０および第１６スロットＳ１０、Ｓ１６に挿入して組み込む。作業者は、３番目に、第１組の２個のＵ相全節巻コイル６８Ｕの一対のコイルサイドを、それぞれ第１３および第１９スロットＳ１３、Ｓ１９、ならびに、第１４および第２０スロットＳ１４、Ｓ２０に挿入して組み込む。以下、図２６の左側から右側へと順番に、作業者は、全節巻コイル６８Ｕ、６８Ｖ、６８Ｗを組み込んでゆく。
【０１３１】
作業者は、１１番目に、第４組の２個のＷ相全節巻コイル６８Ｗの一対のコイルサイドを、それぞれ第４５および第３スロットＳ４５、Ｓ３、ならびに、第４６および第４スロットＳ４６、Ｓ４に挿入して組み込む（Ｓ４５、Ｓ４６は図２７に見えない）。最後の１２番目に組み込む第４組の２個のＵ相全節巻コイル６８Ｕの組み込み位置は、第１および第２スロットＳ１、Ｓ２の溝口部側位置４４と、第７および第８スロットＳ７、Ｓ８の溝底部側位置４５の間である。しかしながら、第１組の２個のＶ相全節巻コイル６８Ｖの片側のコイルサイドは、既に第５および第６スロットＳ５、Ｓ６の溝口部側位置４４に組み込まれており、組み込み作業の邪魔になる。
【０１３２】
このため、図２７に示されるように、作業者は、組み込み済みの第１組の２個のＶ相全節巻コイル６８Ｖの片側のコイルサイドを、一旦第５および第６スロットＳ５、Ｓ６の外部に出す。このとき、組み込み済みの第１組の２個のＷ相全節巻コイル６８Ｗの片側のコイルサイドも連鎖的に邪魔になる場合がある。さらに、組み込み済みの第１組のＵ相全節巻コイル６８Ｗ以降の片側のコイルサイドも連鎖的に邪魔になる場合がある。
【０１３３】
作業者は、邪魔になる範囲内のコイルサイドを、一旦スロット４３の外部に出す。図２７の例で、第５、第６、第９、第１０、第１３、第１４、第１７、および第１８スロットＳ５、Ｓ６、Ｓ９、Ｓ１０、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１７、Ｓ１８から、それぞれコイル６８Ｖ、６８Ｗ、６８Ｕ、６８Ｖの片側のコイルサイドが一旦スロット４３の外部に出される。
【０１３４】
これにより、図２８に示されるように、作業者は、第４組の２個のＵ相全節巻コイル６８Ｕの一対のコイルサイドを、それぞれ第１および第７スロットＳ１、Ｓ７、ならびに、第２、第８スロットＳ２、Ｓ８に挿入して組み込むことができる。次に、作業者は、一旦スロット４３の外部に出したコイル６８Ｖ、６８Ｗ、６８Ｕ、６８Ｖの片側のコイルサイドを、元のスロット４３に再度組み込む（矢印Ｍ５、Ｍ６参照）。
【０１３５】
また、コイルの剛性が比較的小さくて一時的な変形が許容される場合に、作業者は、図２７に代えて、図２９に示される代替方法を採用できる。この代替方法で、作業者は、邪魔になる組み込み済みの第１組の２個のＶ相全節巻コイル６８Ｖの片側のコイルサイドを、一旦第５および第６スロットＳ５、Ｓ６の外部に出す。さらに、作業者は、片側のコイルサイドが第１スロットＳ１から第８スロットＳ８の間に位置しないように、Ｖ相全節巻コイル６８Ｖを一時的に曲げ加工する。同様に、作業者は、邪魔になる組み込み済みの第１組の２個のＷ相全節巻コイル６８Ｗの片側のコイルサイドを、一旦第５および第６スロットＳ５、Ｓ６の外部に出し、さらに曲げ加工する。
【０１３６】
図２９の例で、第５、第６、第９、および第１０スロットＳ５、Ｓ６、Ｓ９、Ｓ１０から２個のＶ相全節巻コイル６８Ｖおよび２個のＷ相全節巻コイル６８Ｗの片側のコイルサイドが一旦スロット４３の外部に出されるとともに、曲げ加工される。これにより、作業者は、第４組の２個のＵ相全節巻コイル６８Ｕの一対のコイルサイドを、それぞれ第１および第７スロットＳ１、Ｓ７、ならびに、第２、第８スロットＳ２、Ｓ８に挿入して組み込むことができる。次に、作業者は、一旦スロット４３の外部に出したコイル６８Ｖ、６８Ｗの片側のコイルサイドを元のスロット４３に再度組み込みながら、曲がりを元の形状に戻す。代替方法によれば、一旦スロット４３の外部に出すコイルサイドの数量は、図２７の８個から図２９の４個に削減される。
【０１３７】
コイルの組み付けを終えた後、作業者は、付帯作業を行う。付帯作業には、コイルエンドの整形加工作業、相間絶縁紙の装着作業、およびコイルの接続作業などがある。図３０は、組み付け直後のコイルエンドの断面形状を模式的に示す図２５のＫ−Ｋ矢視断面図である。図３１は、コイルエンドの整形加工作業および相間絶縁紙の装着作業を終えた後のコイルエンドの断面形状を模式的に示す断面図である。図３０および図３１には、全節巻コイル６８Ｕ、６８Ｖ、６８Ｗの巻装回数Ｎｗ７＝８ターンの場合が例示されている。
【０１３８】
図３０に示されるように、組み付け直後の全節巻コイル６８Ｕ、６８Ｖ、６８Ｗのコイルエンドは、並んで配置されている。各コイルエンドは、例えば、スロット４３の溝幅方向に１スロットピッチ分を占有して導体が２ターン並び、軸線ＡＸ方向に導体が４ターン並んでいる。そして、コイルエンドの異相間には、２スロットピッチ分の隙間が有る。したがって、この隙間を有効利用することで、コイルエンドの軸線ＡＸ方向の高さＨＣの低減が可能になる。
【０１３９】
作業者は、コイルエンドの並んだ配置を維持しつつ整形加工して、スロット４３の溝幅方向の２スロットピッチごとに４ターンを並べることができる。これにより、各コイルエンドは、軸線ＡＸ方向に２ターンが並び、スロット４３の溝幅方向に４ターンが並んで拡がり、扁平化される。整形加工作業の結果、図３１に示されるコイルエンドの断面形状が得られる。整形加工後のコイルエンドの高さＨＤは、組み付け直後のコイルエンドの高さＨＣの概ね５０％まで低減することが可能である。したがって、小型化に不向きな２階建ての不利を解消して、コイルエンドをコンパクト化できる。
【０１４０】
コイルエンドの整形加工作業の途中または終わりに、作業者は、コイルエンドの異相間に相間絶縁紙９を装着する。相間絶縁紙９の必要箇所数は、１磁極対あたり３箇所となる。この後、作業者は、コイルの接続作業を行う。
【０１４１】
第７実施形態の三相回転電機は、第１の従来技術のコイルエンドが同心円孤状に配置される構成（図１３参照）と比較して、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗの特性が均等化される。このため、騒音および振動の低減や、効率向上などの面で優れた性能が実現される。
【０１４２】
また、第１実施形態における固定子巻線２の組み付け方法と同様に、第７実施形態でも、全部の全節巻コイル６８Ｕ、６８Ｖ、６８Ｗの両方のコイルサイドを一緒に組み込むことができる。また、コイルサイドを一旦スロット４３の外部に出して再度組み込む２度手間は、組み込み始めの数個のコイルに限定される。したがって、第７実施形態でも、固定子巻線５を固定子鉄芯４のスロット４３に組み込む作業の作業性が向上する。さらに、相間絶縁紙９の必要箇所数も、第２の従来技術で１磁極対あたり６箇所であったものが３箇所に半減される。
【０１４３】
第７実施形態の三相回転電機は、溝形状であって溝口部４８および溝底部４９をそれぞれ有する複数のスロット４３をもつ固定子鉄芯４、ならびに、複数のスロット４３にそれぞれ巻装された複数のコイルが接続された固定子巻線５を有する固定子２Ｆと、Ｎ磁極３４ＮおよびＳ磁極３４Ｓからなる磁極対を有し、固定子２Ｆに対して回転可能または移動可能に支承された可動子（回転子３）と、を備えるモータ装置であって、固定子鉄芯４の複数のスロット４３の個数ｎｓをＮ磁極３４ＮおよびＳ磁極３４Ｓの総磁極数ｎｍで除算し、さらに固定子巻線５の相数で除算して得られる毎極毎相スロット数Ｎ２が２以上の整数であり、複数のコイルは、複数のスロット４３のうちの一対のスロットにそれぞれ巻装されて、一対のスロット内に収容される一対のコイルサイドと、一対のコイルサイドの端部同士を接続する一対のコイルエンドとをそれぞれ有し、かつ、一対のコイルサイドの間のコイルピッチＰｃおよび巻装回数Ｎｗ７が相互に等しい１種類とされ、かつ、可動子の特定の回転位相または特定の移動位置において、Ｎ磁極３４ＮおよびＳ磁極３４Ｓの一方に対向する集約構成となっており、かつ、一対のコイルエンドの各々が一対のスロットの一方の溝口部側位置４４から一対のスロットの他方の溝底部側位置４５に渡るように配置されている。
【０１４４】
これによれば、毎極毎相スロット数Ｎ２が２以上の整数構成の三相回転電機において、第１実施形態と同様の効果が生じる。すなわち、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗの形状および配置位置が三相で均等化され、騒音および振動の低減や、効率向上などの面で優れた性能が実現される。また、固定子巻線５を固定子鉄芯４へ組み込む作業では、組み込み始めの数個のコイルに２度手間が限定されるので、組み込み作業性が向上する。さらに、コイルエンドの整形加工作業によりコイルエンドをコンパクト化できる効果や、相間絶縁紙９の必要箇所数が半減される効果も生じる。
【０１４５】
さらに、第７実施形態において、複数のコイルは、固定子鉄芯４の複数のスロット４３の個数ＮＳをＮ磁極３４ＮおよびＳ磁極３４Ｓの総磁極数ｎｍで除算した毎極スロット数Ｎ１と、コイルピッチＰｃとが等しい全節巻コイルであって、かつ、一対のコイルサイドの各々が一対のスロットの各々の全体を占有するフルコイルである。これによれば、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗを構成するコイルの種類が特定され、上述した各効果が顕著となる。
【０１４６】
＜第８実施形態＞
次に、第８実施形態の三相回転電機について、第１〜第７実施形態と異なる点を主に説明する。第８実施形態では、第１実施形態の固定子２の各コイル５３Ｕ、５４Ｕ、５３Ｖ、５４Ｖ、５３Ｗ、５４Ｗがそれぞれ２分割されて分割コイルとされる。２個の分割コイルは、スロット４３の溝深さ方向に分けて配置されるとともに、周方向には電気角の１８０°相当分だけずらして配置される。第８実施形態において、回転子３の構成および固定子鉄芯４の形状は、第１実施形態と同じであり、固定子２Ｇのコイル構成が第１〜第７実施形態と異なる。したがって、毎極スロット数Ｎ１＝６であり、毎極毎相スロット数Ｎ２＝２であり、整数スロット構成となっている。
【０１４７】
図３２は、第８実施形態の固定子２Ｇのコイル構成を模式的に説明する図である。第８実施形態において、固定子２Ｇのコイル構成は、スロット４３の溝深さ方向に２段に分割されている。スロット４３の溝口部４８に近接した側をスロット内段位置４３ｉと呼称し、溝底部４９に近接した側をスロット外段位置４３ｏと呼称する。スロット内段位置４３ｉの領域内であってスロット４３の溝口部４８に近い空間領域が内段溝口部側位置４４ｉであり、スロット内段位置４３ｉの領域内であってスロット４３の溝深さ方向の中間の空間領域が内段溝底部側位置４５ｉである。また、スロット外段位置４３ｏの領域内であって内段溝底部側位置４５ｉに隣接する空間領域が外段溝口部側位置４４ｏであり、スロット外段位置４３ｏの領域内であってスロット４３の溝底部４９に近い空間領域が外段溝底部側位置４５ｏである。
【０１４８】
固定子巻線５の各相の４組のＵ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗの各々は、直列接続された４個の分割コイルからなる。換言すると、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗの各々は、外段長節巻コイル７０Ｕ、７０Ｖ、７０Ｗ、外段短節巻コイル７１Ｕ、７１Ｖ、７１Ｗ、内段長節巻コイル７２Ｕ、７２Ｖ、７２Ｗ、および内段短節巻コイル７３Ｕ、７３Ｖ、７３Ｗからなる。外段長節巻コイル７０Ｕ、７０Ｖ、７０ＷのコイルピッチＰｃ＝７であり、外段短節巻コイル７１Ｕ、７１Ｖ、７１ＷのコイルピッチＰｃ＝５である。また、内段長節巻コイル７２Ｕ、７２Ｖ、７２ＷのコイルピッチＰｃ＝７であり、内段短節巻コイル７３Ｕ、７３Ｖ、７３ＷのコイルピッチＰｃ＝５である。
【０１４９】
これらの分割コイル（７０Ｕ、７０Ｖ、７０Ｗ、７１Ｕ、７１Ｖ、７１Ｗ、７２Ｕ、７２Ｖ、７２Ｗ、７３Ｕ、７３Ｖ、７３Ｗ）の巻装回数Ｎｗ８は、相互に等しい。これらの分割コイル（７０Ｕ、７０Ｖ、７０Ｗ、７１Ｕ、７１Ｖ、７１Ｗ、７２Ｕ、７２Ｖ、７２Ｗ、７３Ｕ、７３Ｖ、７３Ｗ）は、コイルサイドがスロット４３の半分を占有するハーフコイルである。
【０１５０】
ここで、外段長節巻コイル７０Ｕ、７０Ｖ、７０Ｗと内段長節巻コイル７２Ｕ、７２Ｖ、７２Ｗとは、電気角の１８０°相当分だけずらして配置される。同様に、外段短節巻コイル７１Ｕ、７１Ｖ、７１Ｗと内段短節巻コイル７３Ｕ、７３Ｖ、７３Ｗとは、電気角の１８０°相当分だけずらして配置される。スロット外段位置４３ｏのコイル同士およびスロット内段位置４３ｉのコイル同士で、巻装方向は相互に一致している。スロット外段位置４３ｏのコイルとスロット内段位置４３ｉのコイルとで、巻装方向は相互に逆方向となっている。
【０１５１】
スロット外段位置４３ｏのコイルの配置位置について詳述すると、Ｕ相外段長節巻コイル７０Ｕのコイルエンドは、第１スロットＳ１の外段溝口部側位置４４ｏから第８スロットＳ８の外段溝底部側位置４５ｏに渡っている。Ｕ相外段短節巻コイル７１Ｕのコイルエンドは、第２スロットＳ２の外段溝口部側位置４４ｏから第７スロットＳ７の外段溝底部側位置４５ｏに渡っている。
【０１５２】
Ｖ相外段長節巻コイル７０Ｖのコイルエンドは、第５スロットＳ５の外段溝口部側位置４４ｏから第１２スロットＳ１２の外段溝底部側位置４５ｏに渡っている。Ｖ相外段短節巻コイル７１Ｖのコイルエンドは、第６スロットＳ６の外段溝口部側位置４４ｏから第１１スロットＳ１１の外段溝底部側位置４５ｏに渡っている。
【０１５３】
Ｗ相外段長節巻コイル７０Ｗのコイルエンドは、第９スロットＳ９の外段溝口部側位置４４ｏから第１６スロットＳ１６の外段溝底部側位置４５ｏに渡っている。Ｗ相外段短節巻コイル７１Ｗのコイルエンドは、第１０スロットＳ１０の外段溝口部側位置４４ｏから第１５スロットＳ１５の外段溝底部側位置４５ｏに渡っている。
【０１５４】
スロット内段位置４３ｉのコイルの配置位置について詳述すると、Ｕ相内段長節巻コイル７２Ｕのコイルエンドは、第７スロットＳ１の内段溝口部側位置４４ｉから第１４スロットＳ１４の内段溝底部側位置４５ｉに渡っている。Ｕ相内段短節巻コイル７３Ｕのコイルエンドは、第８スロットＳ８の内段溝口部側位置４４ｉから第１３スロットＳ１３の内段溝底部側位置４５ｉに渡っている。
【０１５５】
Ｖ相内段長節巻コイル７２Ｖのコイルエンドは、第１１スロットＳ１１の内段段溝口部側位置４４ｉから第１８スロットＳ１８の内段段溝底部側位置４５ｉに渡っている。Ｖ相内段短節巻コイル７３Ｖのコイルエンドは、第１２スロットＳ１２の内段溝口部側位置４４ｉから第１７スロットＳ１７の内段溝底部側位置４５ｉに渡っている。
【０１５６】
Ｗ相内段長節巻コイル７２Ｗのコイルエンドは、第１５スロットＳ１５の内段溝口部側位置４４ｉから第２２スロットＳ２２の内段段溝底部側位置４５ｉに渡っている。Ｗ相内段短節巻コイル７３Ｗのコイルエンドは、第１６スロットＳ１６の内段溝口部側位置４４ｉから第２１スロットＳ２１の内段溝底部側位置４５ｉに渡っている。
【０１５７】
さらに、別のＶ相内段長節巻コイル７２Ｖのコイルエンドは、図３２に見えない第４７スロットＳ４７の内段段溝口部側位置４４ｉから第６スロットＳ６の内段段溝底部側位置４５ｉに渡っている。別のＶ相内段短節巻コイル７３Ｖのコイルエンドは、第４８スロットＳ４８の内段溝口部側位置４４ｉから第５スロットＳ５の内段溝底部側位置４５ｉに渡っている。
【０１５８】
また、別のＷ相内段長節巻コイル７２Ｗのコイルエンドは、第３スロットＳ３の内段溝口部側位置４４ｉから第１０スロットＳ１０の内段段溝底部側位置４５ｉに渡っている。別のＷ相内段短節巻コイル７３Ｗのコイルエンドは、第４スロットＳ４の内段溝口部側位置４４ｉから第９スロットＳ９の内段溝底部側位置４５ｉに渡っている。
【０１５９】
図３２に示されるように、回転子３の特定の回転位相において、スロット外段位置４３ｏのＵ相外段長節巻コイル７０ＵおよびＵ相外段短節巻コイル７１Ｕは、Ｎ磁極３４Ｎに対向する。一方、回転子３の同じ回転位相において、スロット内段位置４３ｉのＵ相内段長節巻コイル７２ＵおよびＵ相内段短節巻コイル７３Ｕは、Ｓ磁極３４Ｓに対向する。したがって、固定子２ＧのＵ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗを構成するコイルは、スロット外段位置４３ｏおよびスロット内段位置４３ｉを分けて考えれば、それぞれ集約構成となっている。また、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗを構成するコイルは、スロット外段位置４３ｏおよびスロット内段位置４３ｉをまとめて考えれば、振り分け構成と同等の磁界形成機能を有する。これにより、第１実施形態と比較して、漏れ磁束を低減する効果が生じる。
【０１６０】
さらに、スロット外段位置４３ｏのＵ相外段長節巻コイル７０ＵおよびＵ相外段短節巻コイル７１Ｕは、図６に示される第１実施形態と同様に、コイルエンドが軸線ＡＸ方向に２階建てに配置される。同様に、スロット内段位置４３ｉのＵ相内段長節巻コイル７２ＵおよびＵ相内段短節巻コイル７３Ｕも、コイルエンドが軸線ＡＸ方向に２階建てに配置される。固定子巻線５を固定子鉄芯４に組み込む作業では、スロット外段位置４３ｏのコイルおよびスロット内段位置４３ｉのコイルについて、第１実施形態と同様の方法を繰り返す。相間絶縁紙９の必要箇所数は、１磁極対あたりスロット外段位置４３ｏおよびスロット内段位置４３ｉでそれぞれ３箇所、合計で６箇所となる。
【０１６１】
第８実施形態の固定子２Ｇでは、第１実施形態と比較してコイルが細分化されるので、コイルの取り扱いが容易になる。加えて、コイルエンドが軸線ＡＸ方向に２階建てに配置されるので、固定子巻線５の組み込み作業の作業性がさらに一層向上する。また、第８実施形態の固定子２Ｇでは、第１実施形態で説明したコイルエンドの整形加工作業（図１１、図１２参照）による軸線ＡＸ方向の高さＨＡの低減も容易である。
【０１６２】
第８実施形態の三相回転電機は、溝形状であって溝口部４８および溝底部４９をそれぞれ有する複数のスロット４３をもつ固定子鉄芯４、ならびに、複数のスロット４３にそれぞれ巻装された複数のコイルが接続された固定子巻線５を有する固定子２Ｇと、Ｎ磁極３４ＮおよびＳ磁極３４Ｓからなる磁極対を有し、固定子２Ｇに対して回転可能または移動可能に支承された可動子（回転子３）と、を備えるモータ装置であって、固定子鉄芯４の複数のスロット４３の個数ｎｓをＮ磁極３４ＮおよびＳ磁極３４Ｓの総磁極数ｎｍで除算し、さらに固定子巻線５の相数で除算して得られる毎極毎相スロット数Ｎ２が整数であり、複数のコイルは、巻装回数Ｎｗ８が相互に等しくかつ直列接続された偶数個の分割コイルからそれぞれなり、偶数個の分割コイルは、複数のスロット４３のうちの一対のスロットにそれぞれ巻装されて、一対のスロット内に収容される一対のコイルサイドと、一対のコイルサイドの端部同士を接続する一対のコイルエンドとをそれぞれ有し、かつ、一対のコイルエンドの各々が一対のスロットの一方の溝口部側位置４４ｉ、４４ｏから一対のスロットの他方の溝底部側位置４５ｉ、４５ｏに渡るように配置され、偶数個の分割コイルの半数は、スロットの溝口部４８および溝底部４９の一方に近接して配置されるとともに、可動子（回転子３）の特定の回転位相または特定の移動位置においてＮ磁極３４ＮおよびＳ磁極３４Ｓの一方に対向する集約構成となっており、偶数個の分割コイルの残りは、スロットの溝口部４８および溝底部４９の他方に近接して配置されるとともに、偶数個の分割コイルの半数に対して電気角の１８０°相当分だけずれて配置され、可動子（回転子３）の特定の回転位相または特定の移動位置においてＮ磁極３４ＮおよびＳ磁極３４Ｓの他方に対向する集約構成となっている。
【０１６３】
これによれば、毎極毎相スロット数Ｎ２が整数構成の三相回転電機において、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗの形状および配置位置が三相で均等化され、騒音および振動の低減や、効率向上などの面で優れた性能が実現される。また、固定子巻線５を固定子鉄芯４へ組み込む作業では、第１実施形態と比較してコイルが細分化されるので、コイルの取り扱いが容易になる。さらに、コイルエンドの整形加工作業によりコイルエンドをコンパクト化できる効果も生じる。加えて、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗを構成するコイルは、相互に電気角の１８０°だけずれたスロット外段位置４３ｏおよびスロット内段位置４３ｉの各集約構成を組み合わせたものであるので、振り分け構成と同等の磁界形成機能を有して、漏れ磁束を低減する効果が生じる。
【０１６４】
さらに、第８実施形態において、偶数個の分割コイルは、固定子鉄芯４の複数のスロット４３の個数ｎｓをＮ磁極３４ＮおよびＳ磁極３４Ｓの総磁極数ｎｍで除算した毎極スロット数Ｎ１と、一対のコイルサイドの間のコイルピッチＰｃとが等しい全節巻コイルであり、または、毎極スロット数Ｎ１よりもコイルピッチＰｃが長い長節巻コイル７０Ｕ、７０Ｖ、７０Ｗ、７２Ｕ、７２Ｖ、７２Ｗ、および毎極スロット数Ｎ１よりもコイルピッチＰｃが短い短節巻コイル７１Ｕ、７１Ｖ、７１Ｗ、７３Ｕ、７３Ｖ、７３Ｗを含む。
【０１６５】
これによれば、分割コイルは、１種類の全節巻コイルとしてもよく、長節巻コイルと短節巻コイルの組み合わせとしてもよいので、本発明を実施可能な三相回転電機の範囲が広い。
【０１６６】
＜第９、第１０実施形態＞
次に、第９実施形態の三相回転電機について、第１〜第８実施形態と異なる点を主に説明する。第９実施形態において、回転子３の構成、固定子鉄芯４の形状、および固定子巻線５の構成は第７実施形態と同じであり、固定子２Ｈの４個のコイルの配置位置が第７実施形態と異なる。したがって、毎極スロット数Ｎ１＝６であり、毎極毎相スロット数Ｎ２＝２であり、整数スロット構成となっている。
【０１６７】
図３３は、第９実施形態の固定子２Ｈのコイル構成を模式的に説明する図である。第９実施形態において、固定子巻線５の各相の４組のＵ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗの各々は、直列接続された２個の全節巻コイル７４Ｕ、７４Ｖ、７４Ｗからなる。全節巻コイル７４Ｕ、７４Ｖ、７４ＷのコイルピッチＰｃ＝６である。全節巻コイル７４Ｕ、７４Ｖ、７４Ｗは、巻装回数Ｎｗ９のフルコイルである。全節巻コイル７４Ｕ、７４Ｖ、７４Ｗの巻装方向は、相互に一致している。そして、固定子巻線５を構成する２４個のコイルのうちの４個は、コイルエンドが一対のスロット４３の溝口部側位置４４同士または溝底部側位置４５同士を渡っている。この渡り方は、背景技術で説明した同心円孤状の渡り方に相当する。
【０１６８】
コイルの配置位置について詳述すると、２個のＵ相全節巻コイル７４Ｕのコイルエンドは、第１および第２スロットＳ１、Ｓ２の溝口部側位置４４から第７および第８スロットＳ７、Ｓ８の溝底部側位置４５にそれぞれ渡っている。２個のＶ相全節巻コイル７４Ｖのコイルエンドは、第５および第６スロットＳ５、Ｓ６の溝口部側位置４４から第１１および第１２スロットＳ１１、Ｓ１２の溝口部側位置４４に同心円孤状にそれぞれ渡っている。２個のＷ相全節巻コイル７４Ｗのコイルエンドは、第９および第１０スロットＳ９、Ｓ１０の溝底部側位置４５から第１５および第１６スロットＳ１５、Ｓ１６の溝底部側位置４５に同心円孤状にそれぞれ渡っている。
【０１６９】
さらに、別の２個のＵ相全節巻コイル７４Ｕのコイルエンドは、第１３および第１４スロットＳ１３、Ｓ１４の溝口部側位置４４から第１９および第２０スロットＳ１９、Ｓ２０の溝底部側位置４５にそれぞれ渡っている。また、別の２個のＷ相全節巻コイル７４Ｗのコイルエンドは、図３３に見えない第４５および第４６スロットＳ４５、Ｓ４６の溝口部側位置４４から第３および第４スロットＳ３、Ｓ４の溝底部側位置４５にそれぞれ渡っている。
【０１７０】
第９実施形態において、上記した２個のＶ相全節巻コイル７４Ｖおよび２個のＷ相全節巻コイル７４Ｗのみは、コイルエンドが同心円孤状に渡っている。そして、同心円孤状に渡る４個を除いた２０個のコイルのコイルエンドは、或るスロット４３の溝口部側位置４４から６スロットピッチ分だけ離れた別のスロット４３の溝底部側位置４５にそれぞれ渡っている。また、相間絶縁紙９の必要箇所数は、１磁極対あたり３箇所となる。
【０１７１】
次に、固定子巻線５を固定子鉄芯４のスロット４３に組み込む作業の方法について説明する。以降に説明する固定子巻線５の組み込み作業の方法は、本発明のモータ装置の製造方法の一実施形態である。第９実施形態における固定子巻線５の組み込み作業では、同心円孤状に渡る２個のＷ相全節巻コイル７４Ｗが組み付け始めに特定され、同心円孤状に渡る２個のＶ相全節巻コイル７４Ｖが組み付け終わりに特定される。
【０１７２】
作業者は、始めに第１組の２個のＷ相全節巻コイル７４Ｗを同心円孤状に組み込む。詳述すると、作業者は、２個のＷ相全節巻コイル７４Ｗの一対のコイルサイドを、それぞれ第９および第１５スロットＳ９、Ｓ１５の溝底部側位置４５、ならびに、第１０および第１６スロットＳ１０、Ｓ１６の溝底部側位置４５に挿入して組み込む。作業者は、２番目に、第１組の２個のＵ相全節巻コイル６８Ｕの一対のコイルサイドを、それぞれ第１３スロットＳ１３の溝口部側位置４４および第１９スロットＳ１９の溝底部側位置４５、ならびに、第１４スロットＳ１４の溝口部側位置４４および第２０スロットＳ２０の溝底部側位置４５に挿入して組み込む。以下、図３３の左側から右側へと順番に、作業者は、全節巻コイル７４Ｕ、７４Ｖ、７４Ｗを組み込んでゆく。
【０１７３】
作業者は、１１番目に、第４組の２個のＵ相全節巻コイル７４Ｕの一対のコイルサイドを、それぞれ第１スロットＳ１の溝口部側位置４４および第７スロットＳ７の溝底部側位置４５、ならびに、第２スロットＳ２の溝口部側位置４４および第８スロットＳ８の溝底部側位置４５に挿入して組み込む。ここで、最後の１２番目に組み込む第４組の２個のＶ相全節巻コイル７４Ｖの組み込み位置は、第５および第６スロットＳ５、Ｓ６と、第１１および第１２スロットＳ１１、Ｓ１２の間である。
【０１７４】
このとき、始めに組み込んだ２個のＷ相全節巻コイル７４Ｗのコイルエンドは、第９スロットＳ９から第１５スロットＳ１５までの溝底部側位置４５を渡っている。また、１１番目に組み込んだ２個のＵ相全節巻コイル７４Ｕのコイルエンドは、第５および第６スロットＳ５、Ｓ６の溝底部側位置４５寄りを渡っている。したがって、第５スロットＳ５から第１２スロットＳ１２までの溝口部側位置４４には、組み込み作業の邪魔になるコイルが存在しない。これにより、作業者は、第４組の２個のＶ相全節巻コイル７４Ｖを溝口部側位置４４に同心円孤状に組み込むことができる。詳述すると、作業者は、２個のＶ相全節巻コイル７４Ｖの一対のコイルサイドを、それぞれ第５スロットＳ５および第１１スロットＳ１１の溝口部側位置４４、ならびに、第６スロットＳ６および第１２スロットＳ１２の溝口部側位置４４に挿入して組み込むことができる。さらに、作業者は、スロット４３内の占積率に余裕がある場合に、組み込んだコイルのコイルサイドの位置を調整してもよい。
【０１７５】
第９実施形態では、第１実施形態や第７実施形態で説明した組み込み済みのコイルの片側のコイルサイドを一旦スロット４３の外部に出して再度組み込む２度手間が不要になる。なお、コイルの形状および配置位置は、同相の極対コイル間や三相間で部分的に均等でなくなるが、その割合が少ないので、三相回転電機の性能低下は僅少である。
【０１７６】
次に、第１０実施形態の三相回転電機について、第１〜第９実施形態と異なる点を主に説明する。第１０実施形態において、回転子３の構成、および固定子鉄芯４の形状は、第１実施形態と同じであり、固定子２Ｉのコイル構成および配置位置が第１実施形態と異なる。したがって、毎極スロット数Ｎ１＝６であり、毎極毎相スロット数Ｎ２＝２であり、整数スロット構成となっている。図３４は、第１０実施形態の固定子２Ｉのコイル構成を模式的に説明する図である。第９実施形態と同様に第１０実施形態でも、コイルエンドの一部が同心円孤状に渡っている。
【０１７７】
第１０実施形態において、固定子巻線５の各相の４組のＵ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗの各々は、直列接続された第１短節巻コイル７５Ｕ、７５Ｖ、７５Ｗおよび第２短節巻コイル７６Ｕ、７６Ｖ、７６Ｗからなる。第１短節巻コイル７５Ｕ、７５Ｖ、７５ＷのコイルピッチＰｃ＝５であり、第２短節巻コイル７６Ｕ、７６Ｖ、７６ＷのコイルピッチＰｃ＝５である。第１短節巻コイル７５Ｕ、７５Ｖ、７５Ｗ、および第２短節巻コイル７６Ｕ、７６Ｖ、７６Ｗは、巻装回数Ｎｗ１０のフルコイルである。第１短節巻コイル７５Ｕ、７５Ｖ、７５Ｗ、および第２短節巻コイル７６Ｕ、７６Ｖ、７６Ｗの巻装方向は、相互に逆方向となっている。そして、固定子巻線５を構成する２４個のコイルのうちの４個は、コイルエンドが一対のスロット４３の溝口部側位置４４同士または溝底部側位置４５同士を渡っている。この渡り方は、背景技術で説明した同心円孤状の渡り方に相当する。
【０１７８】
コイルの配置位置について詳述すると、Ｕ相第１短節巻コイル７５Ｕのコイルエンドは、第１スロットＳ１の溝口部側位置４４から第６スロットＳ６の溝底部側位置４５に渡っている。Ｕ相第２短節巻コイル７６Ｕのコイルエンドは、第７スロットＳ７の溝底部側位置４５から第１２スロットＳ１２の溝底部側位置４５に同心円孤状に渡っている。別のＵ相第１短節巻コイル７５Ｕのコイルエンドは、第１３スロットＳ１３の溝口部側位置４４から第１８スロットＳ１８の溝底部側位置４５に渡っている。
【０１７９】
Ｖ相第１短節巻コイル７５Ｖのコイルエンドは、第３スロットＳ３の溝口部側位置４４から第８スロットＳ８の溝口部側位置４４に同心円孤状に渡っている。Ｖ相第２短節巻コイル７６Ｖのコイルエンドは、第９スロットＳ９の溝底部側位置４５から第１４スロットＳ１４の溝底部側位置４５に同心円孤状に渡っている。
【０１８０】
Ｗ相第１短節巻コイル７５Ｗのコイルエンドは、第５スロットＳ５の溝口部側位置４４から第１０スロットＳ１０の溝口部側位置４４に同心円孤状に渡っている。Ｗ相第２短節巻コイル７６Ｗのコイルエンドは、第１１スロットＳ１１の溝口部側位置４４から第１６スロットＳ１６の溝底部側位置４５に渡っている。
【０１８１】
さらに、別のＵ相第１短節巻コイル７５Ｕのコイルエンドは、第１３スロットＳ１３の溝口部側位置４４から第１８スロットＳ１８の溝底部側位置４５に渡っている。別のＶ相第２短節巻コイル７６Ｖのコイルエンドは、図３４に見えない第４５スロットＳ４５の溝口部側位置４４から第２スロットＳ２の溝底部側位置４５に渡っている。別のＷ相第２短節巻コイル７６Ｗのコイルエンドは、図３４に見えない第４７スロットＳ４７の溝口部側位置４４から第４スロットＳ４の溝底部側位置４５に渡っている。
【０１８２】
図３４に示されるように、回転子３の特定の回転位相において、Ｕ相第１短節巻コイル７５Ｕは、Ｎ磁極３４Ｎに対向する。一方、Ｕ相第２短節巻コイル７６Ｕは、Ｓ磁極３４Ｓに対向する。つまり、固定子２ＩのＵ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗを構成するコイルは、振り分け構成となっている。また、相間絶縁紙９の必要箇所数は、コイルエンドが同心円孤状に渡る部分では１磁極対あたり３箇所、その他の部分では１磁極対あたり６箇所となる。
【０１８３】
第１０実施形態において、上記したＵ相第２短節巻コイル７６Ｕ、Ｖ相第１短節巻コイル７５Ｖ、Ｖ相第２短節巻コイル７６Ｖ、およびＷ相第１短節巻コイル７５Ｗのみは、コイルエンドが同心円孤状に渡っている。そして、同心円孤状に渡る４個を除いた２０個のコイルのコイルエンドは、或るスロット４３の溝口部側位置４４から５スロットピッチ分離れた別のスロット４３の溝底部側位置４５にそれぞれ渡っている。
【０１８４】
固定子巻線５を固定子鉄芯４のスロット４３に組み込む作業において、コイルエンドが同心円孤状に渡るＵ相第２短節巻コイル７６ＵおよびＶ相第２短節巻コイル７６Ｖが組み付け始めに特定される。また、コイルエンドが同心円孤状に渡るＶ相第１短節巻コイル７５ＶおよびＷ相第１短節巻コイル７５Ｗが組み付け終わりに特定される。この組み込み作業の方法は、本発明のモータ装置の製造方法の一実施形態である。これによれば、組み込み済みのコイルの片側のコイルサイドを一旦スロット４３の外部に出して再度組み込む２度手間が不要になる。
【０１８５】
＜第９、第１０実施形態の態様および効果＞
第９および第１０実施形態の三相回転電機は、溝形状であって溝口部４８および溝底部４９をそれぞれ有する複数のスロット４３をもつ固定子鉄芯４、ならびに、複数のスロット４３にそれぞれ巻装された複数のコイルが接続された固定子巻線５を有する固定子２Ｈ、２Ｉと、Ｎ磁極３４ＮおよびＳ磁極３４Ｓからなる磁極対を有し、固定子２Ｈ、２Ｉに対して回転可能または移動可能に支承された可動子（回転子３）と、を備えるモータ装置であって、複数のコイルは、複数のスロット４３のうちの一対のスロットにそれぞれ巻装されて、一対のスロット内に収容される一対のコイルサイドと、一対のコイルサイドの端部同士を接続する一対のコイルエンドとをそれぞれ有し、複数のコイルの一部は、一対のコイルエンドの各々が一対のスロットの一方の溝口部側位置４４から一対のスロットの他方の溝底部側位置４５に渡るように配置され、複数のコイルの残部は、一対のコイルエンドの各々が一対のスロットの溝口部側位置４４同士または溝底部側位置４５同士を渡るように配置されている。
【０１８６】
第９実施形態において、複数のコイルの残部は、コイルエンドが同心円孤状に渡る２個のＶ相全節巻コイル７４Ｖおよび２個のＷ相全節巻コイル７４Ｗとされる。第１０実施形態において、複数のコイルの残部は、コイルエンドが同心円孤状に渡るＵ相第２短節巻コイル７６Ｕ、Ｖ相第１短節巻コイル７５Ｖ、Ｖ相第２短節巻コイル７６Ｖ、およびＷ相第１短節巻コイル７５Ｗとされる。さらに、複数のコイルの残部は、固定子巻線５を固定子鉄芯４に組み込む際に組み込み始めおよび組み込み終わりとなる。
【０１８７】
これによれば、組み込み済みのコイルのコイルサイドを一旦スロット４３の外部に出して再度組み込む２度手間が、第１〜第８実施形態と異なって不要になる。したがって、固定子巻線５を固定子鉄芯４に組み込む作業の作業性は、従来技術よりも格段に向上し、第１〜第８実施形態と比較しても良好である。さらに、第９実施形態では、相間絶縁紙９の必要箇所数が従来技術から半減される。第１０実施形態では、コイルエンドが同心円孤状に渡る部分で、相間絶縁紙９の必要箇所数が従来技術から半減される。
【０１８８】
また、第９および第１０実施形態の三相回転電機の製造方法は、固定子巻線５を固定子鉄芯４に組み込む際に、複数のコイルの残部を組み込み始めおよび組み込み終わりとする。これによれば、本発明は、モータ装置の装置発明に限定されず、モータ装置の製造方法の発明として実施することもできる。モータ装置の製造方法の発明においても、モータ装置の装置発明と同様の効果が生じる。
【０１８９】
＜実施形態の応用および変形＞
なお、各実施形態において、毎極スロット数Ｎ１および毎極毎相スロット数Ｎ２を変更しない範囲内で、総磁極数ｎｍおよびスロット４３の個数ｎｓを変更できる。例えば、総磁極数ｎｍ＝２ｋ（ｋは自然数）と変更した場合に、第１、第２および第７〜第１０実施形態でスロット４３の個数ｎｓ＝１２ｋとし、第３および第４実施形態でスロット４３の個数ｎｓ＝９ｋとし、第５および第６実施形態でスロット４３の個数ｎｓ＝１５ｋとすればよい。
【０１９０】
また、第８実施形態において、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相極対コイル５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗの構成を直列接続された外段の２個の全節コイルおよび内段の２個の全節コイルとすることができる。また、第９および第１０実施形態で説明したコイルエンドが溝口部側位置４４同士または溝底部側位置４５同士を渡る構成は、第１〜第８実施形態と組み合わせて実施することもできる。
【０１９１】
さらになお、本発明は、内周側に固定子、外周側に回転子を備えるアウターロータタイプの構成や、エアギャップを挟んで固定子と回転子とが軸線ＡＸの長さ方向に並ぶ軸方向空隙型の構成でも実施できる。加えて、本発明は、軌道を構成するリニア形状の固定子と、軌道に沿って移動可能に支承されたリニア移動子とを備えるリニアモータ装置で実施することもできる。本発明は、その他にも様々な変形や応用が可能である。
【符号の説明】
【０１９２】
１：三相回転電機（モータ装置）    ２、２Ａ〜２Ｉ、２Ｘ、２Ｙ：固定子
３：回転子    ３４Ｎ：Ｎ磁極    ３４Ｓ：Ｓ磁極
４：固定子鉄芯    ４３：スロット    ４３ｉ：スロット内段位置
４３ｏ：スロット外段位置    Ｓ１〜Ｓ６０：第１〜第６０スロット
４４：溝口部側位置    ４４ｉ：内段溝口部側位置    ４４ｏ：外段溝口部側位置
４５：溝底部側位置    ４５ｉ：内段溝底部側位置    ４５ｏ：外段溝底部側位置
５：固定子巻線    ５１：コイル
５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗ：Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相極対コイル
５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗ：Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相長節巻コイル
５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗ：Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相短節巻コイル
５５Ｕ、５５Ｖ、５５Ｗ：Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相全節巻コイル
５６Ｕ、５６Ｖ、５６Ｗ：Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相長節巻コイル
５７Ｕ、５７Ｖ、５７Ｗ：Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相短節巻コイル
５８Ｕ、５８Ｖ、５８Ｗ：Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相長節巻コイル
５９Ｕ、５９Ｖ、５９Ｗ：Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相短節巻コイル
６０Ｕ、６０Ｖ、６０Ｗ：Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相第１短節巻コイル
６１Ｕ、６１Ｖ、６１Ｗ：Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相第２短節巻コイル
６２Ｕ、６２Ｖ、６２Ｗ：Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相長節巻コイル
６３Ｕ、６３Ｖ、６３Ｗ：Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相第１短節巻コイル
６４Ｕ、６４Ｖ、６４Ｗ：Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相第２短節巻コイル
６５Ｕ、６５Ｖ、６５Ｗ：Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相第１短節巻コイル
６６Ｕ、６６Ｖ、６６Ｗ：Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相第２短節巻コイル
６７Ｕ、６７Ｖ、６７Ｗ：Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相第３短節巻コイル
６８Ｕ、６８Ｖ、６８Ｗ：Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相全節巻コイル
７０Ｕ、７０Ｖ、７０Ｗ：Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相外段長節巻コイル
７１Ｕ、７１Ｖ、７１Ｗ：Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相外段短節巻コイル
７２Ｕ、７２Ｖ、７２Ｗ：Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相内段長節巻コイル
７３Ｕ、７３Ｖ、７３Ｗ：Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相内段短節巻コイル
７４Ｕ、７４Ｖ、７４Ｗ：Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相全節巻コイル
７５Ｕ、７５Ｖ、７５Ｗ：Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相第１短節巻コイル
７６Ｕ、７６Ｖ、７６Ｗ：Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相第２短節巻コイル
【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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