(57)【要約】【課題】電機子巻線におけるインピーダンスの均一化を図るとともに、コイルエンドの高さを低減することにある。【解決手段】分布巻き方式でステータコア２に配される各相コイル１１、１２、１３は、それぞれ、複数本の被覆線の束である集合線１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗを有している。各集合線は、ステータコア２の軸方向端面から突出するコイルエンド部２０において撚り線構造となっている。集合線を撚ることによって、集合線にテンションが負荷されるため、たるみが防止され、各集合線内での被覆線同士の長さのばらつきが低減される。また、異なる相コイル同士の長さの差も低減される。このため、巻線抵抗及びリアクタンスが均一化し、ステータコイル３におけるインピーダンスの均一化を図ることができる。また、コイルエンド部２０が撚り線であるため、ステータコア２の軸方向端面上で集合線がばらけることがなく、コイルエンドの高さを小さくできる。【選択図】図１
2012152028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に並ぶ複数のスロットを有する電機子鉄心と、
前記スロット内に分布巻き方式で配される複数相のコイルより形成された電機子巻線とを備える回転電機において、
前記各相のコイルは、それぞれ、複数本の被覆線の束である集合線からなり、
前記集合線内で前記複数本の被覆線が互いに結線されることで、前記各相のコイルが形成されており、
前記集合線は、少なくとも、前記電機子鉄心の軸方向端面から突出するコイルエンド部において撚り線構造となっていることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
前記スロット内では、前記集合線が撚り線構造ではなく、各被覆線が互いに略平行となるように配されていることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回転電機において、
前記集合線は、前記電機子鉄心に波状に巻かれ、前記コイルエンド部と、前記スロットに収容されるスロット収容部とを周方向に交互に有しており、
前記スロット収容部を挟んで周方向に連続する前記コイルエンド部において、一方の前記コイルエンド部での前記集合線の撚り方向が、他方の前記コイルエンド部での前記集合線の撚り線方向と逆方向になっていることを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項１または２に記載の回転電機において、
前記集合線を形成する前記複数本の被覆線は、複数のグループに分けられて、前記グループ毎に前記コイルエンド部において撚り線構造となっていることを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項４に記載の回転電機において、
前記集合線は、前記電機子鉄心に波状に巻かれ、前記コイルエンド部と、前記スロットに収容されるスロット収容部とを周方向に交互に有しており、
前記各グループは、前記スロット収容部を挟んで周方向に連続する前記コイルエンド部において、一方の前記コイルエンド部での撚り方向が、他方の前記コイルエンド部での撚り線方向と逆方向になっていることを特徴とする回転電機。
【請求項６】
請求項４または５に記載の回転電機において、
前記集合線は、前記電機子鉄心に波状に巻かれ、前記コイルエンド部と、前記スロットに収容されるスロット収容部とを周方向に交互に有しており、
前記集合線を形成する前記複数本の被覆線は、第１グループと第２グループとの２つのグループに分けられており、
前記電機子鉄心の径方向において、前記スロットが径方向に開口する側をスロット先端側、その反対をスロット根元側とし、
前記スロット内の巻線位置において、スロット根元側を第１層、スロット先端側を第２層と定義すると、
前記第１グループと前記第２グループとは前記コイルエンド部で交差して、
前記コイルエンド部を挟んで連続する前記スロット収容部において、第１層に配置されるグループと第２層に配置されるグループとが逆になっていることを特徴とする回転電機。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の回転電機において、
前記電機子鉄心の径方向において、前記スロットが径方向に開口する側をスロット先端側、その反対をスロット根元側とした場合に、
前記集合線は、前記コイルエンド部においてスロット根元側に捻られていることを特徴とする回転電機。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の回転電機において、
前記集合線は、前記電機子鉄心の周方向において一方向に波状に巻回されて、巻き始め位置に到達したら、その位置から前記一方向とは逆方向に波状に巻回されることの繰り返しによって、前記電機子鉄心に巻線されていることを特徴とする回転電機。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の回転電機において、
前記複数相のコイルへの通電を制御するインバータ回路を搭載するプリント板を備え、
前記各相のコイルの前記集合線におけるそれぞれの被覆線の巻き始めおよび巻き終わりを前記プリント板に接続し、
前記プリント板にプリントされた銅パターンによって、前記複数本の被覆線同士の結線がなされることを特徴とする回転電機。
【請求項１０】
請求項１に記載の回転電機において、
前記電機子鉄心の径方向において、前記スロットが径方向に開口する側をスロット先端側、その反対をスロット根元側とした場合に、
前記スロット内に配される前記集合線の内、最もスロット先端側に巻かれた部分のみを撚り線構造とし、それ以外の部分は前記被覆線が互いに略平行となるように配されていることを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車やトラック等に搭載される回転電機に関する。また、産業用機器、家庭電化製品等への適用も可能である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回転電機として、電機子鉄心とこの電機子鉄心に巻装される複数相の電機子巻線とを備えるものが周知である。
そして、電機子鉄心に細線が分布巻きされることで電機子巻線が構成された回転電機が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−５４４０４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、細線を分布巻きする場合には、乱巻きとなってしまうため、占積率が低下する上、コイルエンドの高さが高くなってしまう。
また、スロット内及びコイルエンドで細線がたるみやすいため、電機子巻線のインピーダンスの不均衡が生じ、電流不均衡を招く虞がある。
【０００５】
そこで、本発明は、分布巻き方式の回転電機において、電機子巻線におけるインピーダンスの均一化を図るとともに、コイルエンドの高さを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の回転電機は、複数のスロットを有する電機子鉄心と、スロット内に分布巻き方式で配される複数相のコイルとを備える。
各相のコイルは、それぞれ、複数本の被覆線の束である集合線からなり、集合線内で複数本の被覆線が互いに結線されることで、各相のコイルが形成されている。
そして、集合線は、少なくとも、電機子鉄心の軸方向端面から突出するコイルエンド部において撚り線構造となっている。
【０００７】
これによれば、コイルエンド部での集合線を撚ることによって、集合線にテンションが負荷されるため、集合線を構成する被覆線のたるみ、及び集合線のたるみを防止することができる。これにより、集合線内での被覆線同士の長さのばらつきが低減される。また、異なる相コイル同士の長さの差も低減される。このため、巻線抵抗及びリアクタンスが均一化され、電機子巻線におけるインピーダンスの均一化を図ることができる。
【０００８】
また、集合線のコイルエンド部が撚り線であるため、電機子鉄心の軸方向端面上で集合線がばらけることがなく、コイルエンドの高さを小さくすることができる。
【０００９】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の回転電機によれば、スロット内で、集合線が撚り線構造ではなく、各被覆線が互いに略平行となるように配されている。
これによれば、スロット内での占積率を高く維持しつつ、請求項１の作用効果（電機子巻線におけるインピーダンスの均一化、コイルエンドの高さの低減）を奏することができる。
【００１０】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の回転電機によれば、集合線は、電機子鉄心に波状に巻かれ、コイルエンド部と、スロットに収容されるスロット収容部とを周方向に交互に有しており、スロット収容部を挟んで周方向に連続するコイルエンド部において、一方のコイルエンド部での集合線の撚り方向が、他方のコイルエンド部での集合線の撚り線方向と逆方向になっている。
【００１１】
ノズル巻線装置によって直接連続的に電機子巻線を電機子鉄心に巻回する場合、ノズルを回転させて、集合線に軸線周りの回転を付与することによって撚り線構造に形成されるが、撚り方向を一方向だけにすると、ノズル手前の集合線が撚られてしまい、撚りを戻す工程が必要となる。本手段では、周方向に連続するコイルエンド部において、撚り方向を交互に逆転させることで、ノズル手前の集合線の撚りが戻るため、撚りを戻す工程が不要となり、生産性が向上する。
【００１２】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載の回転電機によれば、集合線を形成する複数本の被覆線は、複数のグループに分けられて、グループ毎にコイルエンド部において撚り線構造となっている。
複数のグループに分けることにより、巻線作業が行いやすくなる。
【００１３】
〔請求項５の手段〕
請求項５に記載の回転電機によれば、各グループは、スロット収容部を挟んで周方向に連続するコイルエンド部において、一方のコイルエンド部での撚り方向が、他方のコイルエンド部での撚り線方向と逆方向になっている。
これにより、請求項３と同様の作用効果を得ることができる。
【００１４】
〔請求項６の手段〕
請求項６に記載の回転電機によれば、集合線は、電機子鉄心に波状に巻かれ、コイルエンド部と、スロットに収容されるスロット収容部とを周方向に交互に有している。
そして、集合線を形成する複数本の被覆線は、第１グループと第２グループとの２つのグループに分けられている。
【００１５】
そして、電機子鉄心の径方向において、スロットが径方向に開口する側をスロット先端側、その反対をスロット根元側とし、スロット内の巻線位置において、スロット根元側を第１層、スロット先端側を第２層と定義すると、第１グループと第２グループとはコイルエンド部で交差して、コイルエンド部を挟んで連続するスロット収容部において、第１層に配置されるグループと第２層に配置されるグループとが逆になっている。
【００１６】
これによれば、１つの相コイルをなす集合線を２つのグループに分けるため、巻線作業が行いやすくなる。
【００１７】
また、第１グループと第２グループとをコイルエンド部で交差させているため、第１グループと第２グループとの間の巻線長さ、第１グループと第２グループとが受ける漏れ磁束の影響の受け方が均一化される。このため、巻線抵抗及びリアクタンスが均一化し、インピーダンスを均一化することができる。
【００１８】
〔請求項７の手段〕
請求項７に記載の回転電機によれば、集合線は、コイルエンド部においてスロット根元側に捻られている。
これによれば、集合線全体がスロット根元側へ引っ張られ、たるみが除かれる。このため、巻線のたるみによるインピーダンスの不均一を低減できる。また、スプリングバックによる巻きほぐれを防止することができる。
【００１９】
〔請求項８の手段〕
請求項８に記載の回転電機によれば、集合線は、電機子鉄心の周方向において一方向に波状に巻回されて、周方向において巻き始め位置に到達したら、その位置から一方向とは逆方向に波状に巻回されることの繰り返しによって、電機子鉄心に巻線されている。
【００２０】
ノズル巻線装置によって直接連続的に集合線を電機子鉄心に波状に巻いていく場合、集合線を渦巻き状に巻いて径方向に重ねる巻き方（つまり、巻き方向が集合線の巻き始めから巻き終わりまで一方向となるような巻き方）をすると、ノズル手前の集合線にひずみが生じる虞がある。そして、そのひずみによって集合線に加工硬化が生じ、巻きにくくなる場合がある。
そこで、本手段では、巻き始め位置で、電機子鉄心の周方向における巻き方向を切り替えながら、径方向に重ねて巻いていくことで、ノズル手前の集合線にひずみを生じにくくすることができる。
また、巻き方向を切り替える際に、集合線にテンションを加えて、集合線のたるみをとることもできる。
【００２１】
〔請求項９の手段〕
請求項９に記載の回転電機は、複数相のコイルへの通電を制御するインバータ回路を搭載するプリント板を備え、各相のコイルの集合線におけるそれぞれの被覆線の巻き始めおよび巻き終わりをプリント板に接続し、プリント板にプリントされた銅パターンによって、複数本の被覆線同士の結線がなされる。
これによれば、各相のコイル内での結線が容易となり、工数を低減することができる。
【００２２】
〔請求項１０の手段〕
請求項１０に記載の回転電機によれば、スロット内に配される集合線の内、最もスロット先端側に巻かれた部分のみを撚り線構造とし、それ以外の部分は被覆線が互いに略平行となるように配されている。
これによれば、スロットの径方向開口を、集合線の撚り線構造で蓋をするような構造となり、被覆線がスロットの径方向開口から飛び出すのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】３相交流モータの電機子巻線の構成を示す説明図である（実施例１）。
【図２】（ａ）はＵ相コイルを形成する集合線の構成図であり、（ｂ）はＵ相コイルを形成する集合線が電機子鉄心に巻回された様子を示す説明図である（実施例１）。
【図３】コイルエンド部の巻線取り回し態様を示す平面図である（実施例１）。
【図４】電機子鉄心の周方向における集合線の巻き方向を説明する説明図である（実施例１）。
【図５】プリント板の正面図である（実施例１）。
【図６】（ａ）は実施例１の電機子のコイルエンド高さを示す説明図であり、（ｂ）は比較例の電機子のコイルエンド高さを示す説明図である。
【図７】Ｕ相コイルを形成する集合線が電機子鉄心に巻回された様子を示す斜視図である（実施例２）。
【図８】電機子巻線が配されたスロット内を示す斜視図である（実施例３）。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例】
【００２５】
〔実施例１の構成〕
実施例１の回転電機の構成を、図１〜図５を用いて説明する。
実施例１の回転電機は、３相交流モータであって、ステータコア２（電機子鉄心）と、このステータコア２に分布巻き方式で巻装されるステータコイル３（電機子巻線）とを有するステータ（電機子）を備える。そして、このステータコイル３に３相交流電流を流すことにより回転磁界を形成し、回転磁界内に配されるロータ（図示せず）を回転させる。なお、ロータは永久磁石型、電磁石型、鉄心型等、様々な態様をとり得る。
【００２６】
ステータコア２は、複数枚の鋼板が積層されて円筒状に形成されている。そして、ステータコア２は、先端がロータに対向するとともに周方向に複数個並んだティース５と、ティース５同士を磁気的に接続するバックヨーク６とを有している（図３、４参照）。そして、隣合うティース５同士とバックヨーク６とで囲われる空間が、スロット７となっている。そして、ステータコア２の中心にはシャフト８が固定されている。
【００２７】
本実施例の３相交流モータは、ステータコア２の外周を取り囲むようにロータが配置されるアウターロータ型であり、図３、４に示すように、ティース５はステータコア２の径方向外側に突出しており、スロット７はステータコア２の径方向外側に向けて開口している。
また、本実施例では、例えば、４２個のスロット７が形成されている。
【００２８】
ステータコイル３は、３相のコイル（Ｕ相コイル１１、Ｖ相コイル１２、Ｗ相コイル１３）からなっている（図１参照）。
そして、各相コイル１１、１２、１３は、それぞれ、複数本の被覆線を束ねた集合線で形成されている。
【００２９】
ここで、１つのＵ相コイル１１を例にとって、図２を用いて具体的に説明する。
Ｕ相コイル１１は、ｎ本の被覆線１６を束ねた集合線１７Ｕからなる（図２（ａ）参照）。なお、被覆線１６は外周に絶縁皮膜が施された導線であり、例えば、外径０．３ｍｍ以下の細線である。ここで、ｎ本の被覆線１６を被覆線Ｕ１〜Ｕｎと表現する。
集合線１７Ｕを形成する被覆線Ｕ１〜Ｕｎは、それぞれの巻き始めと巻き終わりとが交互に結線されることで、直列に接続され、１つのＵ相コイル１１を形成している。
【００３０】
すなわち、被覆線Ｕ１の他端Ｕ１ｅ（Ｕ１の巻き終わり）に被覆線Ｕ２の他端Ｕ２ｆ（Ｕ２の巻き始め）が結線され、被覆線Ｕ２の一端Ｕ２ｅ（Ｕ２の巻き終わり）に被覆線Ｕ３の一端Ｕ３ｆ（Ｕ３の巻き始め）が結線される。同じように、被覆線Ｕ１〜Ｕｎが結線されることによりＵ相コイル１１が形成される。
なお、Ｖ相コイル１２、Ｗ相コイル１３も、このＵ相コイル１１と同様に形成される。
【００３１】
そして、Ｕ相コイル１１をなす集合線１７Ｕは、例えばノズル巻線装置によって、ステータコア２に直接連続的に波状に巻きつけられている。
すなわち、集合線１７Ｕは、ステータコア２の軸方向端面から突出するコイルエンド部２０と、スロット７内に収容されるスロット収容部２１とを周方向に交互に有している。
【００３２】
例えば、図２（ｂ）に示すように、Ｕ相コイル１１を構成する集合線１７Ｕは、スロット収容部２１ＵａがＮ番目のスロット７に収容され、スロット収容部２１Ｕｂが、次にＵ相コイル１１が入るスロット（Ｎ番目のスロット７から３スロット進んだＮ＋３番目のスロット７）に収容され、スロット収容部２１Ｕａとスロット収容部２１Ｕｂとの間のコイルエンド部２０Ｕａが、Ｎ＋１番目とＮ＋２番目のスロット７を跨ぐように巻装される。
【００３３】
そして、Ｖ相コイル１２をなす集合線１７Ｖ、Ｗ相コイル１３をなす集合線１７Ｗも同様に波状に巻きつけられており、コイルエンド部２０とスロット収容部２１を周方向に交互に有している。
【００３４】
なお、各相コイル１１、１２、１３は、同じ方向に波状に巻かれており、すなわち、周方向における巻き方向が同一であり、Ｕ相コイル１１の隣のスロットにＶ相コイル１２が配され、Ｖ相コイル１２の隣のスロットにＷ相コイル１３が配されるように巻かれる（図１参照）。これにより、ステータコイル３は、ステータコア２に分布巻き方式で巻装される。
【００３５】
すなわち、図１に示すように、集合線１７Ｖは、スロット収容部２１Ｖａが、Ｎ＋１番目のスロット７に収容される。
そして、スロット収容部２１Ｖｂは、Ｎ＋４番目のスロット７に収容され、スロット収容部２１Ｖａとスロット収容部２１Ｖｂとの間のコイルエンド部２０Ｖａが、Ｎ＋２番目とＮ＋３番目のスロット７とを跨ぐように巻装される。
【００３６】
また、集合線１７Ｗは、スロット収容部２１Ｗａが、Ｎ＋２番目のスロット７に収容され、スロット収容部２１Ｗｂが、Ｎ＋５番目のスロット７に収容され、スロット収容部２１Ｗａとスロット収容部２１Ｗｂとの間のコイルエンド部２０Ｗａが、Ｎ＋３番目とＮ＋４番目のスロット７とを跨ぐように巻装される。
【００３７】
〔本実施例の特徴〕
ここで、本実施例の特徴を、１つのＵ相コイル１１を構成する集合線１７Ｕを例にとり、図２を用いて具体的に説明する。
集合線１７Ｕは、ステータコア２の軸方向端面から突出するコイルエンド部２０において撚り線構造となっている。すなわち、コイルエンド部２０は、集合線１７Ｕの線方向の軸心回りに撚られている。
【００３８】
そして、スロット７内では、集合線１７Ｕは撚り線構造ではなく、各被覆線１６が互いに略平行となるように配されている。すなわち、スロット収容部２１は、各被覆線１６が互いに略平行となって、スロット７内に配されている。
【００３９】
そして、スロット収容部２１を挟んで周方向に連続するコイルエンド部２０において、一方のコイルエンド部２０での集合線１７Ｕの撚り方向が、他方のコイルエンド部２０での集合線１７Ｕの撚り線方向と逆方向になっている。
すなわち、図２（ｂ）に示すように、スロット収容部２１Ｕｂを挟んで連続するコイルエンド部２０Ｕａとコイルエンド部２０Ｕｂとでは、撚り線の撚り方向が逆になっている。そして、コイルエンド部２０Ｕｂと次のコイルエンド部２０Ｕｃとでは、撚り線の撚り方向が逆になっている。
【００４０】
なお、本実施例のステータは、ノズル巻線装置によって直接連続的にステータコイル３をステータコア２に巻回する方法で形成されている。
具体的には、まず、ノズルから平行に複数の被覆線１６を集合線１７Ｕとして供給し、Ｎ番目のスロット７に入れ、スロット収容部２１Ｕａを形成する。そして、ステータコア２の軸方向一端に突出させたら、ノズルを線方向の軸心周りに一方向に回転させて集合線１７Ｕを撚り線にして、ステータコア２の軸方向一端面を渡らせてコイルエンド部２０Ｕａを形成する。
【００４１】
その後、ノズルを一方向とは反対方向に回転させて、撚り線を戻し、集合線１７Ｕをストレートにしてから、次にＵ相コイル１１が入るスロット７であるＮ＋３番目のスロット７に集合線１７Ｕを挿入してスロット収容部２１Ｕｂを形成する。
そして、ステータコア２の軸方向他端に突出させたら、ノズルを線方向の軸心周りに一方向とは反対方向に回転させて集合線１７Ｕを撚り線にして、ステータコア２の軸方向他端面を渡らせてコイルエンド部２０Ｕｂを形成する。同様にして、波状に集合線１７Ｕをステータコア２の周方向に順に巻きつけていく。
【００４２】
また、ステータコア２の径方向において、スロット７が径方向に開口する側をスロット先端側、その反対をスロット根元側とした場合に、集合線１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗは、コイルエンド部２０においてスロット根元側に捻られている。なお、本実施例では、スロット７はステータコア２の径方向外側に開口しているため、スロット先端側とは径方向外側であり、スロット根元側とは径方向内側（バックヨーク側）となる。
【００４３】
このため、集合線１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗは、コイルエンド部２０において径方向内側に捻られている（図３参照）。
すなわち、集合線１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗは、ステータコア２の軸方向端面を渡る際に、スロット７の根元側（径方向内側）に押し付けるように巻かれている。つまり、ステータコア２の軸方向端面に突出させた集合線１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗを、径方向内側に倒しながら（図３の矢印参照）、ステータコア２の軸方向端面を渡らせて、コイルエンド部２０を形成している。
【００４４】
また、集合線１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗは、ステータコア２の周方向において一方向に波状に巻回されて、周方向において巻き始め位置に到達したら、その位置から一方向とは逆方向に波状に巻回されることの繰り返しによって、ステータコア２に巻線されている（図４参照）。
【００４５】
すなわち、集合線１７Ｕの巻き始め位置がＮ番目のスロット７である場合、第１周目は、周方向の一方向に波状に巻かれ、Ｎ番目のスロット７に戻って、第１周目の外側に第２周目を巻き始める際には、巻き方向を反転させて、第２周目は一方向とは逆方向に巻かれる（図４参照）。同様に、第３周目は、Ｎ番目のスロット７で巻き方向が反転し、一方向に巻かれる。これが、所定周を達成する集合線１７Ｕの巻き終わりまで繰り返される。
【００４６】
集合線１７Ｖ及び集合線１７Ｗも同様に巻かれる。なお、集合線１７Ｕの巻き始め位置がＮ番目のスロット７であるとすると、集合線１７Ｖの巻き始め位置は、Ｎ＋１番目のスロット７であり、集合線１７Ｗの巻き始め位置は、Ｎ＋２番目のスロット７である。
【００４７】
また、この回転電機は、各相コイル１１、１２、１３への通電を制御するインバータ回路を搭載するプリント板２７を備え、各相コイル１１、１２、１３の集合線１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗにおけるそれぞれの被覆線１６の巻き始め（集合線１７Ｕの場合、Ｕ１ｆ〜Ｕｎｆ）および巻き終わり（集合線１７Ｕの場合、Ｕ１ｅ〜Ｕｎｅ）をプリント板２７に接続し、プリント板２７にプリントされた銅パターンによって、複数本の被覆線１６同士の結線がなされる（図５参照）。
【００４８】
すなわち、Ｕ相コイル１１を例にとると、上述した被覆線Ｕ１〜Ｕｎ同士の結線がプリント板２７上で行われる。
プリント板２７は、例えば、ステータコア２の軸方向一端側もしくは他端側に配置された円板状のプリント配線板であり、ステータコイル３への通電を制御するインバータ回路内蔵の半導体モジュール２８を搭載している（図５参照。網掛け部分は銅プリントを示す）。
【００４９】
そして、プリント板２７の外周部には、被覆線Ｕ１〜Ｕｎを接続可能な複数のポート３０が形成されており、ポート３０内の銅プリントによって、被覆線同士が結線される。
【００５０】
例えば、ポート３０ａには、被覆線Ｕ１の他端Ｕ１ｅと被覆線Ｕ２の他端Ｕ２ｆとが接続されており、ポート３０ａ内で銅プリントを介して結線される。また、ポート３０ｂには、被覆線Ｕ２の一端Ｕ２ｅと被覆線Ｕ３の一端Ｕ３ｆが接続されており、ポート３０ｂ内で銅プリントを介して結線される。
なお、被覆線Ｕ１の一端Ｕ１ｆは、銅プリントによって半導体モジュール２８に接続される（図５では、半導体モジュール２８までの銅プリントは省略している）。
なお、Ｖ相コイル１２、Ｗ相コイル１３も、このＵ相コイル１１と同様に構成される。
【００５１】
そして、所定巻数を達する最後の被覆線Ｕｎの巻き終わりＵｎｅが、銅プリントによりＶ相コイル１２及びＷ相コイル１３と結線されている（スター結線）。
【００５２】
〔実施例１の作用効果〕
実施例１の回転電機によれば、各集合線１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗは、ステータコア２の軸方向端面から突出するコイルエンド部２０において撚り線構造となっている。
【００５３】
これによれば、集合線を撚ることによって、集合線にテンションが負荷されるため、各集合線１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗを構成する被覆線１６のたるみ、及び各集合線１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗのたるみを防止することができる。これにより、各集合線１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗ内での被覆線１６同士の長さのばらつきが低減される。また、異なる相コイル同士の長さの差も低減される。このため、巻線抵抗及びリアクタンスが均一化し、ステータコイル３におけるインピーダンスの均一化を図ることができる。
【００５４】
また、コイルエンド部２０が撚り線であるため、ステータコア２の軸方向端面上で集合線がばらけることがなく、コイルエンドの高さを小さくすることができる。
図６に示すように、被覆線１６を乱巻きし、コイルエンド部２０が撚り線構造となっていない場合（比較例（図６（ｂ）参照））と比べると、本実施例の回転電機（図６（ａ）参照）では、コイルエンド高さｈが著しく低減される。
【００５５】
また、本実施例の回転電機によれば、スロット７内で、各集合線１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗが撚り線構造ではなく、各被覆線１６が互いに略平行となるように配されている。
これによれば、スロット７内での占積率を高く維持しつつ、ステータコイル３におけるインピーダンスの均一化、コイルエンドの高さの低減を達成することができる。
【００５６】
また、本実施例の回転電機によれば、各集合線１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗは、ステータコア２に波状に巻かれ、各集合線１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗにおいて、スロット収容部２１を挟んで周方向に連続するコイルエンド部２０の一方のコイルエンド部２０での撚り線の撚り方向が、他方のコイルエンド部２０での撚り線の撚り線方向と逆方向になっている。
【００５７】
ノズル巻線装置によって直接連続的にステータコイル３をステータコア２に巻回する場合、ノズルを回転させて、集合線に軸線周りの回転を付与することによって撚り線構造に形成されるが、撚り方向を一方向だけにすると、ノズル手前の集合線が撚られてしまい、撚りを戻す工程が必要となる。
【００５８】
しかし、本実施例では、周方向に連続するコイルエンド部２０において、撚り方向を交互に逆転させることで、ノズル手前の集合線の撚りが戻るため、撚りを戻す工程が不要となり、生産性が向上する。
【００５９】
また、本実施例では、各集合線１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗは、コイルエンド部２０においてスロット根元側（径方向内側）に捻られている。
これによれば、集合線全体がスロット根元側へ引っ張られ、たるみが除かれる。このため、巻線のたるみによるインピーダンスの不均一を低減できる。また、スプリングバックによる巻きほぐれを防止することができる。
【００６０】
また、本実施例の回転電機によれば、各集合線１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗは、ステータコア２の周方向において一方向に波状に巻回されて、周方向において巻き始め位置に到達したら、その位置から一方向とは逆方向に波状に巻回されることの繰り返しによって、ステータコア２に巻線されている。
【００６１】
ノズル巻線装置によって直接連続的に各集合線１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗをステータコア２に波状に巻いていく場合、集合線を渦巻き状に巻いて径方向に重ねる巻き方、つまり、巻き方向が巻き始めから巻き終わりまで一方向となるような巻き方をすると、ノズル手前の集合線にひずみが生じる虞がある。そのひずみによって集合線に加工硬化が生じ、巻きにくくなる場合がある。
【００６２】
そこで、本実施例では、巻き始め位置で、ステータコア２の周方向における巻き方向を切り替えながら、径方向に重ねて巻いていくことで、ノズル手前の集合線にひずみを生じにくくすることができる。
また、巻き方向を切り替える際に、各集合線１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗにテンションを加えて、各集合線１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗのたるみをとることもできる。
【００６３】
また、本実施例の回転電機では、被覆線Ｕ１〜Ｕｎ同士の結線は、インバータ回路を内蔵する半導体モジュール２８を搭載したプリント板２７上で行われる。
これによれば、各相コイルを形成するための結線、相コイル同士の結線、および相コイルとインバータ回路との接続を、プリント板２７上の銅プリントを介して行うことができる。
このため、結線作業が煩雑にならず容易となり、巻線工数を低減することができる。
【００６４】
〔実施例２の構成〕
実施例２の回転電機の構成を、実施例１とは異なる点を中心に、１つのＵ相コイル１１を例にとって、図７を用いて説明する。
実施例２の回転電機では、集合線１７Ｕを形成する複数本の被覆線Ｕ１〜Ｕｎが、第１グループ３１と第２グループ３２との２つのグループに分けられている。なお、各グループを構成する複数の被覆線は、グループ毎にそれぞれの巻き始めと巻き終わりとが交互に結線されることで、直列に接続されている。
【００６５】
そして、グループ毎にコイルエンド部２０において撚り線構造となっている。
また、各グループ３１、３２は、スロット収容部２１を挟んで周方向に連続するコイルエンド部２０において、一方のコイルエンド部２０での撚り方向が、他方のコイルエンド部２０での撚り線方向と逆方向になっている。
【００６６】
そして、スロット７内の巻線位置において、スロット根元側を第１層、スロット先端側を第２層と定義すると、第１グループ３１と第２グループ３２とはコイルエンド部２０で交差して、コイルエンド部２０を挟んで連続するスロット収容部２１において、第１層に配置されるグループと第２層に配置されるグループとが逆になっている。
【００６７】
すなわち、Ｎ番目のスロット７に入るスロット収容部２１Ｕａでは、第１グループ３１が第１層に配され、第２グループ３２が第２層に配される。そして、Ｎ＋１番目とＮ＋２番目のスロット７とを跨ぐコイルエンド部２０Ｕａにおいて、第１グループ３１と第２グループ３２とが交差し、Ｎ＋３番目のスロット７に入るスロット収容部２１Ｕｂでは、第１グループ３１が第２層に配され、第２グループ３２が第１層に配される。
【００６８】
なお、図７は、ステータコア２の周方向への波状巻回の１周目のみを図示しているが、２周目以降も同様に巻かれる。
【００６９】
また、コイルエンド部２０で第２層から第１層に向うグループが、第１層から第２層へ向うグループの上に重なるように巻かれている。すなわち、コイルエンド部２０で第２層から第１層に向うグループが、第１層から第２層へ向うグループよりもステータコア２の軸方向外側となるように巻かれている。
【００７０】
例えば、図７に示すように、Ｎ＋１番目とＮ＋２番目のスロット７を跨ぐコイルエンド部２０では、第２グループ３２が第２層から第１層に向っているため、第２グループ３２が第１グループ３１の上に巻かれている。
これによれば、コイルエンド部２０Ｕａを形成する際に、第２グループ３２をスロット根元側（径方向内側）に捻りながら巻くとともに、下にある第１グループ３１にも径方向内側にテンションをかけて、コイルエンド部２０Ｕａを径方向内側に倒し込むことができる。
【００７１】
以上、Ｕ相コイル１１を例に説明したが、Ｖ相コイル１２、Ｗ相コイル１３も同様に構成される。
【００７２】
〔実施例２の作用効果〕
本実施例では、各相コイル１１、１２、１３をなす各集合線１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗを、それぞれ２つのグループに分けている。
これによれば、１つの集合線を２つのグループに分けるため、各グループに含まれる被覆線１６の本数が少なくなるので、グループ毎の巻線作業が行いやすくなる。
【００７３】
しかし、このようにグループ毎に巻線する場合、異なるグループ間でのインピーダンスの不均一により、ステータコイル３におけるインピーダンスの不均一が生じる虞がある。
【００７４】
そこで本実施例では、第１グループ３１と第２グループ３２とをコイルエンド部２０で交差して、コイルエンド部２０を挟んで連続するスロット収容部２１において、第１層に配置されるグループと第２層に配置されるグループとを逆にしている。
これによれば、第１グループ３１と第２グループ３２との間の巻線長さ、第１グループ３１と第２グループ３２とが受ける漏れ磁束の影響の受け方が均一化される。このため、巻線抵抗及びリアクタンスが均一化し、インピーダンスを均一化することができる。
【００７５】
〔実施例３〕
実施例３の回転電機の構成を、実施例１とは異なる点を中心に、１つのＵ相コイル１１を例にとって、図８を用いて説明する。
実施例２の回転電機では、スロット７内に配される集合線１７Ｕの内、最もスロット先端側（径方向外側）に巻かれる部分のみを撚り線構造とし、それ以外は各被覆線１６が互いに略平行となるように配されている。
【００７６】
一般的に、スロット７の径方向開口７ａはスロット根元側よりも狭まっているため、スロット７の径方向開口７ａの大きさに対して集合線１７Ｕの撚り線の径をわずかに大きくすることにより、スロット７の径方向開口が撚り線構造で蓋をされるような構造となり、撚られていない被覆線１６がスロット７の径方向開口７ａから飛び出すのを防ぐことができる。
また、スロット７内の集合線１７Ｕにおいて、最もスロット先端側（径方向外側）に巻かれる部分以外は撚られていないため、占積率を高く保つことができる。
【００７７】
〔変形例〕
本発明の実施態様は、実施例に限定されず種々の変形例を考えることができる。
例えば、回転電機は３相交流モータであったが、複数相のコイルを有する回転電機であればよく、３相交流モータに限られない。
また、ロータが電機子となる回転電機にも本発明を適用することができる。
【００７８】
また、実施例１では、アウターロータ型の３相交流モータであったが、インナーロータ型でもよい。インナーロータ型の場合には、スロット根元側が径方向外側、スロット先端側が径方向内側になる。
【００７９】
また、実施例１では、スロット７内の集合線１７Ｕが撚り線構造となっていなかったが、撚り線構造としてもよいし、部分的に撚り線構造となっていてもよい。
【００８０】
また、実施例１では、被覆線Ｕ１〜Ｕｎが直列に結線された直列コイルとして相コイルが形成されていたが、例えば、それぞれを並列に結線してもよいし、２つの直列コイルが並列に接続されるように結線して相コイルを形成してもよい。
また、実施例２では、集合線１７Ｕを形成する複数本の被覆線Ｕ１〜Ｕｎが２つのグループに分けられていたが、３つ以上のグループに分けてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
２  ステータコア（電機子鉄心）
３  ステータコイル（電機子巻線）
５  ティース
７  スロット
１１  Ｕ相コイル
１２  Ｖ相コイル
１３  Ｗ相コイル
１６  被覆線
１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗ  集合線
２０  コイルエンド部
２１  スロット収容部
２７  プリント板
３１  第１グループ
３２  第２グループ
Ｕ１〜Ｕｎ  集合線１７Ｕを形成する被覆線
【図１】
2012152028.tif 000003
【図２】
2012152028.tif 000004
【図３】
2012152028.tif 000005
【図４】
2012152028.tif 000006
【図５】
2012152028.tif 000007
【図６】
2012152028.tif 000008
【図７】
2012152028.tif 000009
【図８】
2012152028.tif 000010