(57)【要約】【課題】循環電流の発生を抑制することが可能な回転電機を提供することである。【解決手段】集合導線６は、複数の導体素線６４が一体化してＵ字状の形状を有し、Ｕ字状の形状のうちの第１の直線部６１がステータコアの一方のスロットに挿入され、Ｕ字状の形状のうちの第２の直線部６２がステータコアの他方のスロットに挿入される。複数の集合導線６がステータコアの周方向に沿って配置され、複数の集合導線６の端部同士が接続されることによりステータコイルが構成される。集合導線６に鎖交する磁束によって、第１の直線部６１で電流を誘導する起電圧が、第２の直線部６２で電流を誘導する起電圧と逆向きになるように、集合導線６は、複数の導体素線６４のうちの少なくとも２本の導体素線６４の間でねじれにより位置をずらす転位部を含む。【選択図】図４
2013243904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向内側に延びた複数のティースを備え、隣り合うティースの間にスロットが設けられた環状のステータコアと、
複数の導体素線が一体化してＵ字状の形状を有し、前記Ｕ字状の形状のうちの一方の直線部が前記ステータコアの一方のスロットに挿入され、前記Ｕ字状の形状のうちの他方の直線部が前記ステータコアの他方のスロットに挿入された集合導線が、前記ステータコアの周方向に沿って複数配置され、複数の集合導線の端部同士が接続されることにより構成されるステータコイルと、
を有する回転電機であって、
前記集合導線に鎖交する磁束によって前記一方の直線部で電流を誘導する起電圧が、前記他方の直線部で電流を誘導する起電圧と逆向きになるように、前記集合導線は、前記複数の導体素線のうちの少なくとも２本の導体素線の間でねじれにより位置をずらす転位部を含む、
ことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機であって、
前記転位部は、前記複数の導体素線のうちの少なくとも２本の導体素線の間でねじれにより前記ステータコアの径方向に位置をずらす、
ことを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機であって、
前記転位部は、前記複数の導体素線のうちの外側に配置された少なくとも２本の導体素線の間でねじれにより前記ステータコアの径方向に位置をずらす、
ことを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の回転電機であって、
前記第１の直線部及び前記第２の直線部は、磁束の向きが互いに反対方向となるスロットに挿入されている、
ことを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の回転電機であって、
前記スロットの先端部に設けられた集合導線が前記転位部を含む、
ことを特徴とする回転電機。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の回転電機であって、
前記ステータコイルのコイルピッチが電気角で略１８０度となるように、前記集合導線が前記スロットに挿入されている、
ことを特徴とする回転電機。
【請求項７】
請求項６に記載の回転電機であって、
前記ステータコイルは分布巻き型のコイルを構成している、
ことを特徴とする回転電機。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の回転電機であって、
前記集合導線を構成する前記複数の導体素線は、芯線導体素線と、前記芯線導体素線の周囲に配置された複数の周囲導体素線とを含んで構成され、
前記転位部は、前記複数の周囲導体素線のうちの少なくとも２本の周囲導体素線の間でねじれにより位置をずらす、
ことを特徴とする回転電機。
【請求項９】
請求項８に記載の回転電機であって、
前記芯線導体素線の断面積は、前記周囲導体素線の断面積よりも大きい、
ことを特徴とする回転電機。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の回転電機であって、
前記芯線導体素線は、前記複数の導体素線のうちの中心に配置された導体素線である、
ことを特徴とする回転電機。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の回転電機であって、
前記転位部は、前記ステータコイルのコイルエンドに設けられている、
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】
本発明は回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの小型化のため、平角導線を用いたＳＣ（Ｓｅｇｍｅｎｔ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）巻線の検討が行われている。平角導線は渦電流損を生じやすいため、導体分割による対策が提案されている。例えば、モータのステータコアの各スロットに配置される導体線として、複数の導体素線を一体化して構成された集合導線を使用することが考えられている。
【０００３】
例えば下記の特許文献１には、内側に配置されるＵ字状の導体素線（内側素線）と、内側素線の外側に配置されて内側素線を内包するＵ字状の導体素線（外側素線）とを含む集合導線が開示されている。内側素線及び外側素線のそれぞれは、Ｕ字状の形状のうちの一方の直線部と、他方の直線部と、これら２つの直線部を接続するターン部とを有し、当該ターン部は径方向にずらされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１４９０４９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、集合導線を用いることで渦電流損を抑制することができるが、隣接する集合導線同士の接続方法次第では、接続箇所（溶接によって接続する箇所）の間で還流する電流（循環電流）が発生することがあり、循環電流による損失によって渦電流損対策の効果が相殺されてしまうおそれがある。
【０００６】
例えば上記の特許文献１に記載された回転電機のように、内外に分割された２本の導体素線からなる集合導線では、モータ内のコイルに鎖交する磁束による渦電流損を十分に抑制することは困難である。また、ステータの起磁力の大きいモータでは、内外だけではなく径方向にも導線を分割する必要があり、ロータからの磁束の影響を受ける位置のコイルでは、周方向にも導線を分割する必要がある。また、特許文献１に記載された回転電機では、隣接する集合導線同士の接続箇所（溶接による接続箇所）における循環電流の発生を抑制することは困難である。
【０００７】
本発明の目的は、循環電流の発生を抑制することが可能な回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、径方向内側に延びた複数のティースを備え、隣り合うティースの間にスロットが設けられた環状のステータコアと、複数の導体素線が一体化してＵ字状の形状を有し、前記Ｕ字状の形状のうちの一方の直線部が前記ステータコアの一方のスロットに挿入され、前記Ｕ字状の形状のうちの他方の直線部が前記ステータコアの他方のスロットに挿入された集合導線が、前記ステータコアの周方向に沿って複数配置され、複数の集合導線の端部同士が接続されることにより構成されるステータコイルと、を有する回転電機であって、前記集合導線に鎖交する磁束によって前記一方の直線部で電流を誘導する起電圧が、前記他方の直線部で電流を誘導する起電圧と逆向きになるように、前記集合導線は、前記複数の導体素線のうちの少なくとも２本の導体素線の間でねじれにより位置をずらす転位部を含む、ことを特徴とする回転電機である。
【０００９】
また、前記転位部は、前記複数の導体素線のうちの少なくとも２本の導体素線の間でねじれにより前記ステータコアの径方向に位置をずらしてもよい。
【００１０】
また、前記転位部は、前記複数の導体素線のうちの外側に配置された少なくとも２本の導体素線の間でねじれにより前記ステータコアの径方向に位置をずらしてもよい。
【００１１】
また、前記第１の直線部及び前記第２の直線部は、磁束の向きが互いに反対方向となるスロットに挿入されてもよい。
【００１２】
また、前記スロットの先端部に設けられた集合導線が前記転位部を含んでもよい。
【００１３】
また、前記ステータコイルのコイルピッチが電気角で略１８０度となるように、前記集合導線が前記スロットに挿入されてもよい。
【００１４】
また、前記ステータコイルは分布巻き型のコイルを構成してもよい。
【００１５】
また、前記集合導線を構成する前記複数の導体素線は、芯線導体素線と、前記芯線導体素線の周囲に配置された複数の周囲導体素線とを含んで構成され、前記転位部は、前記複数の周囲導体素線のうちの少なくとも２本の周囲導体素線の間でねじれにより位置をずらしてもよい。
【００１６】
また、前記芯線導体素線の断面積は、前記周囲導体素線の断面積よりも大きくてもよい。
【００１７】
また、前記芯線導体素線は、前記複数の導体素線のうちの中心に配置された導体素線であってもよい。
【００１８】
また、前記転位部は、前記ステータコイルのコイルエンドに設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、集合導線に鎖交する磁束によって一方の直線部で電流を誘導する起電圧が、他方の直線部で電流を誘導する起電圧と逆向きになるように、複数の導体素線のうちの少なくとも２本の導体素線の間でねじれにより位置をずらすことで、一方の直線部及び他方の直線部のそれぞれに誘導される電流同士が打ち消し合うため、循環電流が抑制され、循環電流による損失を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る回転電機の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るステータコアの一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る集合導線の一例を示す斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る集合導線の一部を展開した状態を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る回転電機における磁束分布の一例を示す図である。
【図７】ステータコイルにおける損失の一例を示すグラフである。
【図８】本発明の変形例１に係る集合導線を示す断面図である。
【図９】本発明の変形例２に係る集合導線を示す断面図である。
【図１０】本発明の変形例３に係る集合導線を示す断面図である。
【図１１】本発明の変形例４に係る集合導線を示す断面図である。
【図１２】本発明の変形例５に係る集合導線を示す断面図である。
【図１３】参考例に係る集合導線を示す断面図である。
【図１４】本発明の変形例６に係る集合導線を示す断面図である。
【図１５】本発明の変形例７に係る集合導線を示す断面図である。
【図１６】参考例に係る集合導線を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１から図６を参照して、本発明の実施形態に係る回転電機について説明する。本実施形態に係る回転電機１は、一例として三相交流同期モータであり、図１に示すように、ステータ２とロータ４とを備えている。図２に示すように、ステータ２は、複数の電磁鋼板の積層体である環状のステータコア２１と、ステータコア２１から径方向内側に突出した複数のティース２２とを備えている。隣り合うティース２２の間にはスロット２３が設けられている。ステータ２にはステータコイル３が巻回されている。ロータ４は、シャフト５に接続されてステータ２の内側に配置されている。ロータ４は、複数の電磁鋼板の積層体であるロータコア４１と、永久磁石４２とを含む。Ｕ相ケーブル、Ｖ相ケーブル及びＷ相ケーブルからなる図示しない三相ケーブルがステータコイル３に接続され、トルク指令値によって指定されたトルクを出力するためのモータ制御電流が三相ケーブルを介してステータコイル３に供給される。
【００２２】
本実施形態に係るステータ２では、ＳＣ（Ｓｅｇｍｅｎｔ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）巻線構造が採用されている。すなわち、セグメントコンダクタと称される導線をステータ２のスロット２３に軸方向に沿って挿入し、その後、導線の先端部を折り曲げてティース２２に巻回することでステータコイル３が構成される。本実施形態では、図３に示すＵ字状の集合導線６をステータコア２１の一方面側からステータコア２１の各スロット２３に挿入し、スロット２３から各集合導線６の飛び出し端部を周方向に折り曲げ、各集合導線６の飛び出し端部の先端部（接合部）を所定の組み合わせで溶接することでステータコイル３が構成される。本実施形態に係るステータコイル３は、例えば分布巻き型のコイルを構成しており、一例として、ステータコイル３のコイルピッチが電気角で略１８０度となるように、集合導線６がスロット２３に挿入されている。なお、集合導線６の「Ｕ字状」は、コの字状やＶ字状の形状を含む概念である。
【００２３】
ここで、図３から図５を参照して、本実施形態に係る集合導線６について説明する。図３に示すように、集合導線６はＵ字状の形状を有し、Ｕ字状の形状のうちの一方の直線部である第１の直線部６１と、Ｕ字状の形状のうちの他方の直線部である第２の直線部６２と、第１の直線部６１と第２の直線部６２とを接続する接続部６３とによって構成されている。図４に示すように、集合導線６は、幅方向（図４の横方向）及び厚さ方向（図４の縦方向）に配列されて一体化された複数の角線状の導体素線６４を有する。図４に示す例では、集合導線６は４本の導体素線６４を有し、幅方向に２本の導体素線６４が配列され、厚さ方向に２本の導体素線６４が配列されている。このように、図４に示す例では、４本の導体素線６４が（２行×２列）の状態で配列されている。各導体素線６４は矩形の断面形状を有する。複数の導体素線６４は、絶縁性の被覆層６５及び図示しない結着層を介して互いに結合されている。このため、集合導線６の全体の断面形状は矩形状となっている。
【００２４】
絶縁性の被覆層６５として、例えば、導体素線６４の表面を酸化させることにより構成された酸化被膜や、導体素線６４の表面に付けられた酸化物の絶縁被膜等が用いられる。そして、被覆層６５によって覆われた導体素線６４同士が、図示しない結着層を介して結合されている。結着層として、例えば、融着材としての樹脂や、接着剤としての樹脂等が用いられる。融着材として、例えば、ポリビニルブチラール系、ポリアミド系、エポキシ系等の熱融着性を有する樹脂や、アルコール可溶に編成されたポリアミド系等のアルコール融着性を有する樹脂等が用いられる。接着剤として、例えば、ＥＶＡ系、アクリル系、ウレタン系、シリコーン系等の樹脂が用いられる。なお、被覆層６５及び結着層は上記の例に限定されるものではなく、他の材料が用いられてもよい。
【００２５】
なお、導体素線６４の断面形状は、矩形（長方形又は正方形）の他、角部が丸まった略矩形状であってもよい。また、導体素線６４は、例えば、銅、アルミニウム、銀、鉄、金又はそれらの合金等の導電性を有する材料によって構成されている。
【００２６】
図４に示すように、便宜的に、第１の直線部６１における４本の導体素線６４のそれぞれを導体素線Ａ１〜Ａ４と称し、第２の直線部６２における４本の導体素線６４のそれぞれを導体素線Ｂ１〜Ｂ４と称することとする。第１の直線部６１における導体素線Ａ１〜Ａ４のそれぞれは、第２の直線部６２における導体素線Ｂ１〜Ｂ４のそれぞれに接続部６３を介して接続されている。
【００２７】
４本の導体素線Ａ１〜Ａ４のうちの導体素線Ａ１，Ａ４は、導体素線Ａ２，Ａ３よりもＵ字状の形状の外側に配置され、４本の導体素線Ｂ１〜Ｂ４のうちの導体素線Ｂ１，Ｂ４は、導体素線Ｂ２，Ｂ３よりもＵ字状の形状の外側に配置されている。すなわち、Ｕ字状の集合導線６の第１の直線部６１及び第２の直線部６２において、導体素線Ａ１，Ａ４，Ｂ１，Ｂ４が、導体素線Ａ２，Ａ３，Ｂ２，Ｂ３よりも外側に配置されている。
【００２８】
集合導線６は、図２に示すステータコア２１の各スロット２３に挿入される。具体的には、集合導線６の第１の直線部６１はステータコア２１のあるスロット２３に挿入され、第２の直線部６２は、第１の直線部６１が挿入されたスロット２３とは異なるスロット２３に挿入される。例えば、第２の直線部６２は、第１の直線部６１が挿入されたスロット２３から所定数の磁極ピッチ（例えば１磁極ピッチ（電気角度１８０度））離れた他のスロット２３に挿入される。
【００２９】
このとき、第１の直線部６１における導体素線Ａ１，Ａ２が、ロータ４側（ステータコア２１の径方向内側）に配置され、導体素線Ａ３，Ａ４が、ロータ４の反対側（ステータコア２１の径方向外側（バックヨーク側））に配置されるように、第１の直線部６１をスロット２３に挿入する。また、第２の直線部６２における導体素線Ｂ１，Ｂ２が、ロータ４の反対側（ステータコア２１の径方向外側（バックヨーク側））に配置され、導体素線Ｂ３，Ｂ４が、ロータ４側（ステータコア２１の径方向内側）に配置されるように、第２の直線部６２をスロット２３に挿入する。換言すると、導体素線Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４のうち、導体素線Ａ１，Ａ２，Ｂ３，Ｂ４がロータ４側に配置され、導体素線Ａ３，Ａ４，Ｂ１，Ｂ２がバックヨーク側に配置されている。
【００３０】
以上のように配置された集合導線６の構成についてまとめて説明すると、第１の直線部６１においては、導体素線Ａ１がＵ字形状の外側かつロータ４側に配置され、導体素線Ａ２がＵ字形状の内側かつロータ４側に配置され、導体素線Ａ３がＵ字形状の内側かつバックヨーク側に配置され、導体素線Ａ４がＵ字形状の外側かつバックヨーク側に配置される。また、第２の直線部６２においては、導体素線Ｂ１がＵ字形状の外側かつバックヨーク側に配置され、導体素線Ｂ２がＵ字形状の内側かつバックヨーク側に配置され、導体素線Ｂ３がＵ字形状の内側かつロータ４側に配置され、導体素線Ｂ４がＵ字形状の外側かつロータ４側に配置される。
【００３１】
そして、導体素線Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４のうち同じ数字が付与された導体素線同士が接続されている。具体的には、第１の直線部６１における導体素線Ａ１と第２の直線部６２における導体素線Ｂ１とが接続部６３を介して接続され、導体素線Ａ２と導体素線Ｂ２とが接続部６３を介して接続され、導体素線Ａ３と導体素線Ｂ３とが接続部６３を介して接続され、導体素線Ａ４と導体素線Ｂ４とが接続部６３を介して接続されている。
【００３２】
例えば図５に示すように、導体素線Ａ１及び導体素線Ｂ１は１本の導体素線６４によって構成されており、導体素線Ａ４及び導体素線Ｂ４は１本の導体素線６４によって構成されている。また、図５には示さないが、導体素線Ａ２及び導体素線Ｂ２は１本の導体素線６４で構成されており、導体素線Ａ３及び導体素線Ｂ３は１本の導体素線６４で構成されている。そして、導体素線Ａ１及び導体素線Ｂ１を構成する導体素線６４の一部である転位部６６にて当該導体素線６４を集合導線６の中心軸を対象にしてステータコア２１の径方向にねじり、また、導体素線Ａ４及び導体素線Ｂ４を構成する導体素線６４を転位部６６にて集合導線６の中心軸を対象にして径方向にねじることで、２本の導体素線６４の間で位置を径方向にずらす。すなわち、２本の導体素線６４を転位部６６にて径方向にねじることで転位部６６にて交差させる。このように２本の導体素線６４の間でねじれにより位置を径方向にずらす転位部６６は、第１の直線部６１と第２の直線部６２とを接続する接続部６３に設けられている。
【００３３】
以上のように導体素線６４をステータコア２１の径方向にねじることにより、１本の導体素線６４のうちの第１の直線部６１における導体素線Ａ１は、ステータコア２１の径方向内側（ロータ４側）に配置され、同じ導体素線６４のうちの第２の直線部６２における導体素線Ｂ１は、ステータコア２１の径方向外側（バックヨーク側）に配置されることになる。また、１本の導体素線６４のうちの第１の直線部６１における導体素線Ａ４は、ステータコア２１の径方向外側（バックヨーク側）に配置され、同じ導体素線６４のうちの第２の直線部６２における導体素線Ｂ４は、ステータコア２１の径方向内側（ロータ４側）に配置されることになる。このように、２本の導体素線６４をステータコア２１の径方向にねじることで、２本の導体素線６４の間で位置をステータコア２１の径方向にずらす。
【００３４】
同様に、導体素線Ａ２及び導体素線Ｂ２を構成する導体素線６４を転位部６６にて集合導線６の中心軸を対象にして径方向にねじり、また、導体素線Ａ３及び導体素線Ｂ３を構成する導体素線６４を転位部６６にて集合導線６の中心軸を対象にして径方向にねじることで、２本の導体素線６４の間で位置を径方向にずらす。すなわち、２本の導体素線６４を転位部６６にて径方向にねじることで転位部６６にて交差させる。これにより、１本の導体素線６４のうちの第１の直線部６１における導体素線Ａ２は、ステータコア２１の径方向内側（ロータ４側）に配置され、同じ導体素線６４のうちの第２の直線部６２における導体素線Ｂ２は、ステータコア２１の径方向外側（バックヨーク側）に配置されることになる。また、１本の導体素線６４のうちの第１の直線部６１における導体素線Ａ３は、ステータコア２１の径方向外側（バックヨーク側）に配置され、同じ導体素線６４のうちの第２の直線部６２における導体素線Ｂ３は、ステータコア２１の径方向内側（ロータ４側）に配置されることになる。
【００３５】
なお、本実施形態では、複数の導体素線６４の間で位置をステータコア２１の径方向にずらし、ステータコア２１の周方向には位置をずらしていない。すなわち、複数の導体素線６４の間でＵ字形状の内外の位置はずらされていない。具体的には、第１の直線部６１においてＵ字形状の外側に配置された導体素線Ａ１，Ａ４と、第２の直線部６２においてＵ字形状の外側に配置された導体素線Ｂ１，Ｂ４とが、それぞれ接続され、第１の直線部６１においてＵ字形状の内側に配置された導体素線Ａ２，Ａ３と、第２の直線部６２においてＵ字形状の内側に配置された導体素線Ｂ２，Ｂ３とが、それぞれ接続されている。すなわち、第１の直線部６１においてステータコア２１の径方向内側に配置された導体素線Ａ１，Ａ２と、第２の直線部６２においてステータコア２１の径方向外側に配置された導体素線Ｂ１，Ｂ２とが、Ｕ字形状の内外の配置関係（ステータコア２１の周方向の配置関係）を変えずに接続されている。同様に、第１の直線部６１においてステータコア２１の径方向外側に配置された導体素線Ａ３，Ａ４と、第２の直線部６２においてステータコア２１の径方向内側に配置された導体素線Ｂ３，Ｂ４とが、Ｕ字形状の内外の配置関係（ステータコア２１の周方向の配置関係）を変えずに接続されている。
【００３６】
そして、ステータコア２１において、磁束の流れの向き（磁界ベクトルＢの向き）が互いに反対方向となるスロット２３に、第１の直線部６１と第２の直線部６２とを挿入する。図６に、回転電機１における磁束分布の一例を示す。図６は、通電時の磁束分布のシミュレーション結果を示すものである。一例として、１極あたり６個のスロット２３がステータコア２１に設けられており、第１の直線部６１及び第２の直線部６２は互いに１磁極ピッチ（電気角度１８０度）離れたスロット２３に挿入される。そして、括弧付きの符号で示すように、第１の直線部６１が挿入されたスロット２３の隣のスロット２３には、別の集合導線の第１の直線部（６１）が挿入され、第２の直線部６２が挿入されたスロット２３の隣のスロット２３には、別の集合導線の第２の直線部（６２）が挿入される。
【００３７】
図６において、第１の直線部６１が挿入されるスロット２３の先端部を拡大した図と、第２の直線部６２が挿入されるスロット２３の先端部を拡大した図とを参照すると、第１の直線部６１が挿入されるスロット２３と、第２の直線部６２が挿入されるスロット２３とでは、矢印で示す磁束の流れの向き（磁界ベクトルＢの向き）が互いに反対方向となっている。このように、磁束の流れの向きが互いに反対方向となるスロット２３に、第１の直線部６１と第２の直線部６２とを挿入する。
【００３８】
ここで、図４を参照して、第１の直線部６１及び第２の直線部６２のそれぞれに鎖交する磁束の流れの向き（磁界ベクトルＢの向き）について説明する。成分Ｂｒは、ステータコア２１の径方向における磁界の成分を示し、成分Ｂθは、ステータコア２１の周方向における磁界の成分を示している。また、ステータコア２１の径方向内側から径方向外側（スロット２３の開口部から奥側）に向かう方向を径方向の正方向とし、その反対方向を径方向の負方向とする。
【００３９】
第１の直線部６１では、径方向の成分Ｂｒの向き（磁束の径方向の向き）は正方向であり、周方向の成分Ｂθの向き（磁束の周方向の向き）は反時計回りの方向である。一方、第２の直線部６２では、径方向の成分Ｂｒの向きは負方向であり、周方向の成分Ｂθの向きは時計周りの方向である。このように、第１の直線部６１と第２の直線部６２とでは、径方向の成分Ｂｒの向き及び周方向の成分Ｂθの向きが、それぞれ反対方向となっている。
【００４０】
以上のように、第１の直線部６１と第２の直線部６２とにそれぞれ鎖交する磁束の流れの向きが互いに反対方向であり、転位部６６によって複数の導体素線６４の間で位置をステータコア２１の径方向にずらしているため、集合導線６に鎖交する磁束によって第１の直線部６１で電流を誘導する起電圧が、第２の直線部６２で電流を誘導する起電圧と逆向きになる。Ｕ字状の先端部（溶接による接続箇所）では導体素線６４が短絡し、Ｕ字状の中央部分（接続部６３）では短絡していないため、第１の直線部６１で電流を誘導する起電圧が、第２の直線部６２で電流を誘導する起電圧と逆向きになることで、第１の直線部６１及び第２の直線部６２のそれぞれに誘導される電流同士が打ち消し合う。そのことにより、集合導線６同士の接続箇所（溶接による接続箇所）を介して流れる循環電流が抑制され、循環電流による銅損を低減することが可能となる。その結果、回転電機の小型化及び高効率化が図れる。
【００４１】
次に、図７を参照して、本実施形態に係るステータコイル３における損失と、比較例に係るステータコイルにおける損失とを比較しながら説明する。図７は、ステータコイルにおける損失を示すグラフであり、縦軸がコイルでの損失を示し、横軸が周波数を示す。図７において、実線１００は本実施形態に係るステータコイル３における損失を示している。一点鎖線１１０及び破線１２０は、比較例の損失を示す。一点鎖線１１０は、転位部６６が設けられていない集合導線によって構成されているステータコイルにおける損失を示している。図４を参照して、転位部６６が設けられていない集合導線について説明する。４本の導体素線６４を束ねた集合導線において転位部６６を設けない場合、導体素線Ａ１と導体素線Ｂ４とが接続され、導体素線Ａ２と導体素線Ｂ３とが接続され、導体素線Ａ３と導体素線Ｂ２とが接続され、導体素線Ａ４と導体素線Ｂ１とが接続される。このように、転位部６６が無く複数の導体素線の間で位置がステータコアの径方向にずらされていないステータコアにおける損失が、一点鎖線１１０で示されている。また、破線１２０は、導線が分割されていないステータコイル（集合導線によって構成されていないステータコイル）における損失を示している。
【００４２】
図７に示すように、本実施形態に係るステータコイル３における損失が最も小さくなる。より詳しく説明すると、導線が分割されていないステータコイルの損失（破線１２０で示す損失）が最も大きくなり、転位部６６が設けられていない集合導線によって構成されているステータコイルの損失（一点鎖線１１０で示す損失）は、破線１２０で示す損失よりも低減される。本実施形態に係るステータコイル３によると、転位部６６が設けられていない集合導線によって構成されているステータコイルよりも更に損失を低減させることが可能となり、より大きな損失低減効果が得られる。
【００４３】
（変形例１）
次に、図８を参照して、変形例１に係るステータコイルについて説明する。図８は、変形例１に係る集合導線を示す断面図である。上述した実施形態では４本の導体素線６４が束ねられた集合導線について説明したが、変形例１では８本の導体素線６４が束ねられた集合導線について説明する。
【００４４】
変形例１に係る集合導線６Ａは、上述した実施形態と同様にＵ字状の形状を有し、Ｕ字状の形状のうちの一方の直線部である第１の直線部６１Ａと、Ｕ字状の形状のうちの他方の直線部である第２の直線部６２Ａと、第１の直線部６１Ａと第２の直線部６２Ａとを接続する図示しない接続部とによって構成されている。変形例１では、集合導線６Ａは８本の導体素線６４を有し、幅方向（図８の横方向）に４本の導体素線６４が配列され、厚さ方向（図８の縦方向）に２本の導体素線６４が配列されている。このように、８本の導体素線６４が（２行×４列）の状態で配列されている。また、図８に示すように、便宜的に、第１の直線部６１Ａにおける８本の導体素線６４のそれぞれを導体素線Ａ１〜Ａ８と称し、第２の直線部６２Ａにおける８本の導体素線６４のそれぞれを導体素線Ｂ１〜Ｂ８と称することとする。第１の直線部６１Ａにおける導体素線Ａ１〜Ａ８のそれぞれは、第２の直線部６２Ａにおける導体素線Ｂ１〜Ｂ８のそれぞれに接続部を介して接続されている。
【００４５】
第１の直線部６１Ａにおいては、Ｕ字状の集合導線６Ａの外側から内側にかけて、導体素線Ａ１，Ａ５、導体素線Ａ２，Ａ６、導体素線Ａ３，Ａ７、導体素線Ａ４，Ａ８の順番で、導体素線Ａ１〜Ａ８が配置されている。また、第２の直線部６２Ａにおいては、Ｕ字状の集合導線６Ａの外側から内側にかけて、導体素線Ｂ１，Ｂ５、導体素線Ｂ２，Ｂ６、導体素線Ｂ３，Ｂ７、導体素線Ｂ４，Ｂ８の順番で、導体素線Ｂ１〜Ｂ８が配置されている。
【００４６】
また、第１の直線部６１Ａにおける導体素線Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４が、ロータ４側（ステータコア２１の径方向内側）に配置され、導体素線Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８が、ロータ４の反対側（ステータコア２１の径方向外側（バックヨーク側））に配置されるように、第１の直線部６１Ａをスロット２３に挿入する。また、第２の直線部６２Ａにおける導体素線Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４が、ロータ４の反対側（ステータコア２１の径方向外側（バックヨーク側））に配置され、導体素線Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７，Ｂ８が、ロータ４側（ステータコア２１の径方向内側）に配置されるように、第２の直線部６２Ａをスロット２３に挿入する。換言すると、導体素線Ａ１〜Ａ８，Ｂ１〜Ｂ８のうち、導体素線Ａ１〜Ａ４，Ｂ５〜Ｂ８がロータ４側に配置され、導体素線Ａ５〜Ａ８，Ｂ１〜Ｂ４がバックヨーク側に配置されている。
【００４７】
そして、上述した実施形態と同様に、少なくとも２本の導体素線６４をステータコア２１の径方向にねじることで、少なくとも２本の導体素線６４の間で位置をステータコア２１の径方向にずらす。図８に示す例では、導体素線Ａ１〜Ａ８，Ｂ１〜Ｂ８のうち同じ数字が付与された導体素線同士を接続する。具体的には、第１の直線部６１Ａにおける導体素線Ａ１と第２の直線部６２Ａにおける導体素線Ｂ１とを接続し、導体素線Ａ２と導体素線Ｂ２とを接続し、導体素線Ａ３と導体素線Ｂ３とを接続し、導体素線Ａ４と導体素線Ｂ４とを接続する。また、導体素線Ａ５と導体素線Ｂ５とを接続し、導体素線Ａ６と導体素線Ｂ６とを接続し、導体素線Ａ７と導体素線Ｂ７とを接続し、導体素線Ａ８と導体素線Ｂ８とを接続する。また、上述した実施形態と同様に、複数の導体素線６４の間で位置はステータコア２１の周方向にずらされていない。
【００４８】
そして、ステータコア２１において、磁束の流れが互いに反対方向となるスロット２３に、第１の直線部６１Ａと第２の直線部６２Ａとを挿入する。例えば図８に示すように、第１の直線部６１Ａでは、径方向の成分Ｂｒの向きは正方向（スロット２３の開口側から奥側）であり、周方向の成分Ｂθの向きは反時計回りの方向である。一方、第２の直線部６２Ａでは、径方向の成分Ｂｒの向きは負方向であり、周方向の成分Ｂθの向きは時計回りの方向である。このように、第１の直線部６１Ａと第２の直線部６２Ａとでは、径方向の成分Ｂｒの向き及び周方向の成分Ｂθの向きが、それぞれ反対方向となっている。
【００４９】
以上のように、変形例１に係るステータコイルにおいても、第１の直線部６１Ａと第２の直線部６２Ａとにそれぞれ鎖交する磁束の流れの向きが互いに反対方向であり、転位部によって複数の導体素線６４の間で位置をステータコア２１の径方向にずらしているため、集合導線６Ａに鎖交する磁束によって第１の直線部６１Ａで電流を誘導する起電圧が、第２の直線部６２Ａで電流を誘導する起電圧と逆向きになる。そのことにより、第１の直線部６１Ａ及び第２の直線部６２Ａのそれぞれに誘導される電流同士が打ち消し合い、循環電流が抑制されて銅損を低減することが可能となる。
【００５０】
なお、図８に示す例においては、８本の導体素線６４のすべてを転位部によって径方向にねじることで位置をステータコア２１の径方向にずらしているが、８本の導体素線６４のうちの一部の導体素線６４を径方向にねじることで位置を径方向にずらしてもよい。例えば、８本の導体素線６４のなかで外側（角部）に配置されている導体素線６４を径方向にねじることで、位置をステータコア２１の径方向にずらしてもよい。
【００５１】
一例として、導体素線Ａ１〜Ａ８のなかで外側（角部）に配置されている導体素線Ａ１，Ａ４，Ａ５，Ａ８と、導体素線Ｂ１〜Ｂ８のなかで外側（角部）に配置されている導体素線Ｂ１，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ８とをそれぞれ径方向にねじりながら接続する。具体的には、導体素線Ａ１と導体素線Ｂ１とを接続し、導体素線Ａ４と導体素線Ｂ４とを接続し、導体素線Ａ５と導体素線Ｂ５とを接続し、導体素線Ａ８と導体素線Ｂ８とを接続する。このように、８本の導体素線６４のなかで外側（角部）に配置された４本の導体素線６４を径方向にねじることで、位置をステータコア２１の径方向にずらす。
【００５２】
一方、導体素線Ａ１〜Ａ８のなかで内側（角部以外）に配置された導体素線Ａ２，Ａ３，Ａ６，Ａ７と、導体素線Ｂ１〜Ｂ８のなかで内側（角部以外）に配置された導体素線Ｂ２，Ｂ３，Ｂ６，Ｂ７については、転位部によるねじりを設けずに接続する。具体的には、導体素線Ａ２と導体素線Ｂ６とを接続し、導体素線Ａ３と導体素線Ｂ７とを接続し、導体素線Ａ６と導体素線Ｂ２とを接続し、導体素線Ａ７と導体素線Ｂ３とを接続する。
【００５３】
以上のように、一部の導体素線６４の間で位置を径方向にずらした場合であっても、第１の直線部６１Ａ及び第２の直線部６２Ａのそれぞれに誘導される電流同士を打ち消すことができ、そのことにより、循環電流を抑制し、銅損を低減することが可能となる。また、複数の導体素線６４のなかで外側に配置された導体素線６４に循環電流が発生しやすくなる場合があるため、外側に配置された導体素線６４に転位部を設けて径方向にねじることで、循環電流の発生を有効に抑制することが可能となる。
【００５４】
（変形例２）
次に、図９を参照して、変形例２に係るステータコイルについて説明する。図９は、変形例２に係る集合導線を示す断面図である。変形例２では１２本の導体素線６４が束ねられた集合導線について説明する。
【００５５】
変形例２に係る集合導線６Ｂは、上述した実施形態と同様にＵ字状の形状を有し、Ｕ字状の形状のうちの一方の直線部である第１の直線部６１Ｂと、Ｕ字状の形状のうちの他方の直線部である第２の直線部６２Ｂと、第１の直線部６１Ｂと第２の直線部６２Ｂとを接続する図示しない接続部とによって構成されている。変形例２では、集合導線６Ｂは１２本の導体素線６４を有し、幅方向（図９の横方向）に４本の導体素線６４が配列され、厚さ方向（図９の縦方向）に３本の導体素線６４が配列されている。このように、１２本の導体素線６４が（３行×４列）の状態で配列されている。また、図９に示すように、便宜的に、第１の直線部６１Ｂにおける１２本の導体素線６４のそれぞれを導体素線Ａ１〜Ａ１２と称し、第２の直線部６２Ｂにおける１２本の導体素線６４のそれぞれを導体素線Ｂ１〜Ｂ１２と称することとする。第１の直線部６１Ｂにおける導体素線Ａ１〜Ａ１２のそれぞれは、第２の直線部６２Ｂにおける導体素線Ｂ１〜Ｂ１２のそれぞれに接続部を介して接続されている。
【００５６】
第１の直線部６１Ｂにおいては、Ｕ字状の集合導線６Ｂの外側から内側にかけて、導体素線Ａ１，Ａ５，Ａ９、導体素線Ａ２，Ａ６，Ａ１０、導体素線Ａ３，Ａ７，Ａ１１、導体素線Ａ４，Ａ８，Ａ１２の順番で、導体素線Ａ１〜Ａ１２が配置されている。また、第２の直線部６２Ｂにおいては、Ｕ字状の集合導線６Ｂの外側から内側にかけて、導体素線Ｂ１，Ｂ５，Ｂ９、導体素線Ｂ２，Ｂ６，Ｂ１０、導体素線Ｂ３，Ｂ７，Ｂ１１、導体素線Ｂ４，Ｂ８，Ｂ１２の順番で、導体素線Ｂ１〜Ｂ１２が配置されている。
【００５７】
また、第１の直線部６１Ｂにおける導体素線Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４が、ロータ４側（ステータコア２１の径方向内側）に配置され、導体素線Ａ９，Ａ１０，Ａ１１，Ａ１２が、ロータ４の反対側（ステータコア２１の径方向外側（バックヨーク側））に配置されるように、第１の直線部６１Ｂをスロット２３に挿入する。また、第２の直線部６２Ｂにおける導体素線Ｂ９，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ１２が、ロータ４側（ステータコア２１の径方向内側）に配置され、導体素線Ｂ１，Ｂ１０，Ｂ１１，Ｂ４が、ロータ４の反対側（ステータコア２１の径方向外側（バックヨーク側））に配置されるように、第２の直線部６２Ｂをスロット２３に挿入する。換言すると、導体素線Ａ１〜Ａ１２，Ｂ１〜Ｂ１２のうち、導体素線Ａ１〜Ａ４，Ｂ９，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ１２がロータ４側に配置され、導体素線Ａ９〜Ａ１２，Ｂ１，Ｂ１０，Ｂ１１，Ｂ４がバックヨーク側に配置されている。
【００５８】
そして、上述した実施形態と同様に、少なくとも２本の導体素線６４をステータコア２１の径方向にねじることで、少なくとも２本の導体素線６４の間で位置をステータコア２１の径方向にずらす。図９に示す例では、一例として、導体素線Ａ１〜Ａ１２，Ｂ１〜Ｂ１２のうち同じ数字が付与された導体素線同士を接続する。例えば、１２本の導体素線６４のなかで外側に配置された（角部に配置された）４本の導体素線６４を径方向にねじることで、それら４本の導体素線６４の間で位置を径方向にずらす。具体的には、第１の直線部６１Ｂにおける導体素線Ａ１と第２の直線部６２Ｂにおける導体素線Ｂ１とを接続し、導体素線Ａ４と導体素線Ｂ４とを接続し、導体素線Ａ９と導体素線Ｂ９とを接続し、導体素線Ａ１２と導体素線Ｂ１２とを接続する。導体素線Ａ１，Ａ４，Ａ９，Ａ１２，Ｂ１，Ｂ４，Ｂ９，Ｂ１２以外の導体素線についても、転位部によって径方向にねじることで、複数の導体素線の間で位置を径方向にずらすことが好ましい。なお、一例として、導体素線Ａ１，Ａ４，Ａ９，Ａ１２，Ｂ１，Ｂ４，Ｂ９，Ｂ１２以外の導体素線については、転位部によるねじりを設けずに接続してもよい。また、上述した実施形態と同様に、複数の導体素線６４の間で位置はステータコア２１の周方向にずらされていない。
【００５９】
そして、ステータコア２１において、磁束の流れが互いに反対方向となるスロット２３に、第１の直線部６１Ｂと第２の直線部６２Ｂとを挿入する。例えば図９に示すように、第１の直線部６１Ｂでは、径方向の成分Ｂｒの向きは正方向（スロット２３の開口側から奥側）であり、周方向の成分Ｂθの向きは反時計回りの向きである。一方、第２の直線部６２Ｂでは、径方向の成分Ｂｒの向きは負方向であり、周方向の成分Ｂθの向きは時計周りの方向である。このように、第１の直線部６１Ｂと第２の直線部６２Ｂとでは、径方向の成分Ｂｒの向き及び周方向の成分Ｂθの向きが、それぞれ反対方向となっている。
【００６０】
以上のように、変形例２に係るステータコイルにおいても、第１の直線部６１Ｂと第２の直線部６２Ｂとにそれぞれ鎖交する磁束の流れの向きが互いに反対方向であり、転位部によって複数の導体素線６４の間で位置をステータコア２１の径方向にずらしているため、集合導線６Ｂに鎖交する磁束によって第１の直線部６１Ｂで電流を誘導する起電圧が、第２の直線部６２Ｂで電流を誘導する起電圧と逆向きになる。そのことにより、第１の直線部６１Ｂ及び第２の直線部６２Ｂのそれぞれに誘導される電流同士が打ち消し合い、循環電流が抑制されて銅損を低減することが可能となる。
【００６１】
図９に示す例では、集合導線６Ｂの角部に配置された４本の導体素線６４のみを径方向にねじることで位置を径方向にずらしているが、より多くの導体素線６４を径方向にねじることで位置を径方向にずらすことが好ましい。例えば、ロータ４側に配置された４本の導体素線６４とバックヨーク側に配置された４本の導体素線とを転位部によって径方向にねじることで、それらの導体素線６４の間で位置を径方向にずらすことが好ましい。具体的には、上述したように、角部に配置された４本の導体素線６４を転位部によってねじるとともに、導体素線Ａ２と導体素線Ｂ１０とを接続し、導体素線Ａ３と導体素線Ｂ１１とを接続し、導体素線Ａ１０と導体素線Ｂ２とを接続し、導体素線Ａ１１と導体素線Ｂ３とを接続する。このように、複数の導体素線６４のなかで外側に配置された導体素線６４に転位部を設けて径方向にねじることで、外側の導体素線６４に発生しやすい循環電流を更に有効に抑制することが可能となる。
【００６２】
また、集合導線６を構成する複数の導体素線６４は、芯線導体素線と、その芯線導体素線の周囲に配置された複数の周囲導体素線とを含んで構成されていてもよい。転位部６６は、複数の周囲導体素線のうちの少なくとも２本の周囲導体素線の間でねじれにより位置をずらしてもよい。以下の変形例３〜７において、芯線導体素線と周囲導体素線とによって集合導線６を構成する例について説明する。
【００６３】
（変形例３）
まず、図１０を参照して、変形例３に係るステータコイルについて説明する。図１０（ａ）は、変形例３に係る集合導線を示す断面図であり、図１０（ｂ）は、参考例に係る集合導線を示す断面図である。
【００６４】
変形例３に係る集合導線６Ｃは、上述した実施形態と同様にＵ字状の形状を有し、Ｕ字状の形状のうちの一方の直線部である第１の直線部６１Ｃと、Ｕ字状の形状のうちの他方の直線部である第２の直線部６２Ｃと、第１の直線部６１Ｃと第２の直線部６２Ｃとを接続する図示しない接続部とによって構成されている。変形例３では、集合導線６Ｃは３本の導体素線６４を有し、厚さ方向（図１０（ａ）の縦方向）に３本の導体素線６４が配列されている。便宜的に、第１の直線部６１Ｃにおける３本の導体素線６４のそれぞれを芯線導体素線Ａ０、周囲導体素線Ａ１，Ａ２と称し、第２の直線部６２Ｃにおける３本の導体素線６４のそれぞれを、芯線導体素線Ｂ０、周囲導体素線Ｂ１，Ｂ２と称することとする。第１の直線部６１Ｃにおける芯線導体素線Ａ０及び周囲導体素線Ａ１，Ａ２のそれぞれは、第２の直線部６２Ｃにおける芯線導体素線Ｂ０及び周囲導体素線Ｂ１，Ｂ２のそれぞれに接続部を介して接続されている。
【００６５】
第１の直線部６１Ｃにおいては、芯線導体素線Ａ０の周囲に周囲導体素線Ａ１，Ａ２が配置されている。具体的には、芯線導体素線Ａ０及び周囲導体素線Ａ１，Ａ２が厚さ方向に配置されており、周囲導体素線Ａ１と周囲導体素線Ａ２との間に芯線導体素線Ａ０が配置されている。詳しく説明すると、周囲導体素線Ａ１がロータ４側（ステータコア２１の径方向内側）に配置され、周囲導体素線Ａ２がロータ４の反対側（ステータコア２１の径方向外側（バックヨーク側））に配置され、周囲導体素線Ａ１と周囲導体素線Ａ２との間に芯線導体素線Ａ０が配置されている。
【００６６】
第２の直線部６２Ｃにおいては、芯線導体素線Ｂ０の周囲に周囲導体素線Ｂ１，Ｂ２が配置されている。具体的には、芯線導体素線Ｂ０及び周囲導体素線Ｂ１，Ｂ２が厚さ方向に配置されており、周囲導体素線Ｂ１と周囲導体素線Ｂ２との間に芯線導体素線Ｂ０が配置されている。より詳しく説明すると、周囲導体素線Ｂ１がバックヨーク側に配置され、周囲導体素線Ｂ２がロータ４側に配置され、周囲導体素線Ｂ１と周囲導体素線Ｂ２との間に芯線導体素線Ｂ０が配置されている。
【００６７】
また、芯線導体素線Ａ０，Ｂ０の断面積は、周囲導体素線Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２（変形例３において、「周囲導体素線Ａ１等」と称する場合がある）の断面積よりも大きい。このように、周囲に配置された周囲導体素線Ａ１等の中心に、周囲導体素線Ａ１等よりも断面積が大きい芯線導体素線Ａ０，Ｂ０を配置することで、集合導線６Ｃの形状維持が容易となる。
【００６８】
そして、２本の周囲導体素線６４をステータコア２１の径方向にねじることで、２本の周囲導体素線６４の間で位置をステータコア２１の径方向にずらす。例えば、第１の直線部６１Ｃにおける芯線導体素線Ａ０と第２の直線部６２Ｃにおける芯線導体素線Ｂ０とを接続し、周囲導体素線Ａ１と周囲導体素線Ｂ１とを接続し、周囲導体素線Ａ２と周囲導体素線Ｂ２とを接続する。このように、芯線導体素線Ａ０，Ｂ０については転位を行わず、周囲導体素線Ａ１等を対象にして径方向への転位を行う。なお、図１０（ｂ）に、転位が設けられていない参考例に係る集合導線を示す。転位が設けられない場合、周囲導体素線Ａ１等は、ねじられることなく配置されている。
【００６９】
そして、ステータコア２１において、磁束の流れが互いに反対方向となるスロット２３に、第１の直線部６１Ｃと第２の直線部６２Ｃとを挿入する。例えば図１０（ａ）に示すように、第１の直線部６１Ｃでは、径方向の成分Ｂｒの向きは正方向（スロット２３の開口側から奥側）であり、周方向の成分Ｂθの向きは反時計回りの方向である。一方、第２の直線部６２Ｃでは、径方向の成分Ｂｒの向きは負方向であり、周方向の成分Ｂθの向きは時計周りの方向である。このように、第１の直線部６１Ｃと第２の直線部６２Ｃとでは、径方向の成分Ｂｒの向き及び周方向の成分Ｂθの向きが、それぞれ反対方向となっている。
【００７０】
以上のように、変形例３に係るステータコイルにおいても、第１の直線部６１Ｃと第２の直線部６２Ｃとにそれぞれ鎖交する磁束の流れの向きが互いに反対方向であり、転位部によって周囲導体素線Ａ１等の間で位置をステータコア２１の径方向にずらしているため、集合導線６Ｃに鎖交する磁束によって第１の直線部６１Ｃで電流を誘導する起電圧が、第２の直線部６２Ｃで電流を誘導する起電圧と逆向きになる。そのことにより、第１の直線部６１Ｃ及び第２の直線部６２Ｃのそれぞれに誘導される電流同士が打ち消し合い、循環電流が抑制されて銅損を低減することが可能となる。また、循環電流は、外側の導体素線間で多く流れるため、外側の周囲導体素線Ａ１等を径方向に転位させることで、循環電流損を効果的に抑制することが可能となる。
【００７１】
また、芯線導体素線Ａ０，Ｂ０の磁束鎖断面積は集合導線６Ｃの全体の磁束鎖断面積よりも小さくなるため、渦電流損を抑制することが可能となる。その結果、芯線導体素線Ａ０，Ｂ０及び周囲導体素線Ａ１等における渦電流損の和を、導体素線が分割されていないステータコイルよりも低減することが可能となる。
【００７２】
（変形例４）
次に、図１１を参照して、変形例４に係るステータコイルについて説明する。図１１は、変形例４に係る集合導線を示す断面図である。
【００７３】
変形例４に係る集合導線６Ｄは、上述した実施形態と同様にＵ字状の形状を有し、Ｕ字状の形状のうちの一方の直線部である第１の直線部６１Ｄと、Ｕ字状の形状のうちの他方の直線部である第２の直線部６２Ｄと、第１の直線部６１Ｄと第２の直線部６２Ｄとを接続する図示しない接続部とによって構成されている。変形例４では、集合導線６Ｄは５本の導体素線６４を有している。便宜的に、第１の直線部６１Ｄにおける５本の導体素線６４のそれぞれを芯線導体素線Ａ０、周囲導体素線Ａ１〜Ａ４と称し、第２の直線部６２Ｄにおける５本の導体素線のそれぞれを、芯線導体素線Ｂ０、周囲導体素線Ｂ１〜Ｂ４と称することとする。第１の直線部６１Ｄにおける芯線導体素線Ａ０及び周囲導体素線Ａ１〜Ａ４のそれぞれは、第２の直線部６２Ｄにおける芯線導体素線Ｂ０及び周囲導体素線Ｂ１〜Ｂ４のそれぞれに接続部を介して接続されている。
【００７４】
第１の直線部６１Ｄにおいては、芯線導体素線Ａ０の周囲に周囲導体素線Ａ１〜Ａ４が配置されている。詳しく説明すると、周囲導体素線Ａ１，Ａ２がロータ４側に配置され、周囲導体素線Ａ３，Ａ４がバックヨーク側に配置されている。また、ロータ４側において、周囲導体素線Ａ１は周囲導体素線Ａ２よりもＵ字形状の外側に配置され、バックヨーク側において、周囲導体素線Ａ４は周囲導体素線Ａ３よりもＵ字形状の外側に配置されている。そして、ロータ４側に配置された周囲導体素線Ａ１，Ａ２と、バックヨーク側に配置された周囲導体素線Ａ３，Ａ４との間に芯線導体素線Ａ０が配置されている。
【００７５】
第２の直線部６２Ｄにおいては、芯線導体素線Ｂ０の周囲に周囲導体素線Ｂ１〜Ｂ４が配置されている。詳しく説明すると、周囲導体素線Ｂ１，Ｂ２がバックヨーク側に配置され、周囲導体素線Ｂ３，Ｂ４がロータ４側に配置されている。また、ロータ４側において、周囲導体素線Ｂ４は周囲導体素線Ｂ３よりもＵ字形状の外側に配置され、バックヨーク側において、周囲導体素線Ｂ１は周囲導体素線Ｂ２よりもＵ字形状の外側に配置されている。そして、バックヨーク側に配置された周囲導体素線Ｂ１，Ｂ２と、ロータ４側に配置された周囲導体素線Ｂ３，Ｂ４との間に芯線導体素線Ｂ０が配置されている。
【００７６】
また、芯線導体素線Ａ０，Ｂ０の断面積は、周囲導体素線Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４（変形例４において、「周囲導体素線Ａ１等」と称する場合がある）の断面積よりも大きい。このように、周囲に配置された周囲導体素線Ａ１等の中心に、周囲導体素線Ａ１等よりも断面積が大きい芯線導体素線Ａ０，Ｂ０を配置することで、集合導線６Ｄの形状維持が容易となる。
【００７７】
そして、４本の周囲導体素線６４をステータコア２１の径方向にねじることで、４本の周囲導体素線６４の間で位置をステータコア２１の径方向にずらす。図１１に示す例では、同じ数が付与された導体素線同士が接続されている。具体的には、第１の直線部６１Ｄにおける芯線導体素線Ａ０と第２の直線部６２Ｄにおける芯線導体素線Ｂ０とを接続し、周囲導体素線Ａ１と周囲導体素線Ｂ１とを接続し、周囲導体素線Ａ２と周囲導体素線Ｂ２とを接続し、周囲導体素線Ａ３と周囲導体素線Ｂ３とを接続し、周囲導体素線Ａ４と周囲導体素線Ｂ４とを接続する。変形例４では、Ｕ字形状の外側に配置された周囲導体素線Ａ１，Ａ４のそれぞれと、Ｕ字形状の外側に配置された周囲導体素線Ｂ１，Ｂ４とが接続され、Ｕ字形状の内側に配置された周囲導体素線Ａ２，Ａ３のそれぞれと、Ｕ字形状の内側に配置された周囲導体素線Ｂ２，Ｂ３とが接続されている。このように、芯線導体素線Ａ０，Ｂ０については転位を行わず、周囲導体素線Ａ１等を対象にして径方向へ転位を行う。なお、図１３に、転位が設けられていない参考例に係る集合導線を示す。転位が設けられていない場合、周囲導体素線Ａ１等は、ねじられることなく配置されている。
【００７８】
そして、ステータコア２１において、磁束の流れが互いに反対方向となるスロット２３に、第１の直線部６１Ｄと第２の直線部６２Ｄとを挿入する。例えば図１１に示すように、第１の直線部６１Ｄと第２の直線部６２Ｄとでは、径方向の成分Ｂｒの向き及び周方向の成分Ｂθの向きが、それぞれ反対方向となっている。
【００７９】
以上のように、変形例４に係るステータコイルにおいても、第１の直線部６１Ｄ及び第２の直線部６２Ｄのそれぞれに誘導される電流同士が打ち消し合い、循環電流が抑制されて銅損を低減することが可能となる。また、外側の周囲導体素線Ａ１等を径方向に転位させることで、循環電流損を効果的に抑制することが可能となる。また、渦電流損を、導体素線が分割されていないステータコイルよりも低減することが可能となる。
【００８０】
（変形例５）
次に、図１２を参照して、変形例５に係るステータコイルについて説明する。図１２は、変形例５に係る集合導線を示す断面図である。
【００８１】
変形例５に係る集合導線６Ｅでは、変形例４に係る周囲導体素線Ｂ１〜Ｂ４の配置を変えた。具体的には、第２の直線部６２Ｅにおいて、周囲導体素線Ｂ１，Ｂ２がバックヨーク側に配置され、周囲導体素線Ｂ３，Ｂ４がロータ４側に配置されている。また、ロータ４側において、周囲導体素線Ｂ３は周囲導体素線Ｂ４よりもＵ字形状の外側に配置され、バックヨーク側において、周囲導体素線Ｂ２は周囲導体素線Ｂ１よりもＵ字形状の外側に配置されている。そして、バックヨーク側に配置された周囲導体素線Ｂ１，Ｂ２と、ロータ４側に配置された周囲導体素線Ｂ３，Ｂ４との間に芯線導体素線Ｂ０が配置されている。なお、第１の直線部６１Ｅにおける周囲導体損線Ａ１〜Ａ４の配置は、変形例４に係る周囲導体素線Ａ１〜Ａ４の配置と同じである。
【００８２】
そして、４本の周囲導体素線６４をステータコア２１の径方向にねじることで、４本の周囲導体素線６４の間で位置をステータコア２１の径方向にずらす。変形例５では、Ｕ字形状の外側に配置された周囲導体素線Ａ１，Ａ４のそれぞれと、Ｕ字形状の内側に配置された周囲導体素線Ｂ１，Ｂ４とが接続され、Ｕ字形状の内側に配置された周囲導体素線Ａ２，Ａ３のそれぞれと、Ｕ字形状の外側に配置された周囲導体素線Ｂ２，Ｂ３とが接続されている。このように、芯線導体素線Ａ０，Ｂ０については転位を行わず、周囲導体素線Ａ１等を対象にして径方向へ転位を行う。なお、図１３に示す参考例に係る集合導線と比較すると、第２の直線部６２Ｅを構成する周囲導体素線Ｂ１〜Ｂ４は、転位をさせない第２の直線部から１８０度回転させた状態となっている。
【００８３】
そして、ステータコア２１において、磁束の流れが互いに反対方向となるスロット２３に、第１の直線部６１Ｅと第２の直線部６２Ｅとを挿入する。例えば図１２に示すように、第１の直線部６１Ｅと第２の直線部６２Ｅとでは、径方向の成分Ｂｒの向き及び周方向の成分Ｂθの向きが、それぞれ反対方向となっている。
【００８４】
以上のように、変形例５に係るステータコイルにおいても、第１の直線部６１Ｅ及び第２の直線部６２Ｅのそれぞれに誘導される電流同士が打ち消し合い、循環電流が抑制されて銅損を低減することが可能となる。また、外側の周囲導体素線Ａ１等を径方向に転位させることで、循環電流損を効果的に抑制することが可能となる。また、渦電流損を、導体素線が分割されていないステータコイルよりも低減することが可能となる。
【００８５】
（変形例６）
次に、図１４を参照して、変形例６に係るステータコイルについて説明する。図１４は、変形例６に係る集合導線を示す断面図である。
【００８６】
変形例６に係る集合導線６Ｆでは、上述した実施形態と同様にＵ字状の形状を有し、Ｕ字状の形状のうちの一方の直線部である第１の直線部６１Ｆと、Ｕ字状の形状のうちの他方の直線部である第２の直線部６２Ｆと、第１の直線部６１Ｆと第２の直線部６２Ｆとを接続する図示しない接続部とによって構成されている。変形例６では、集合導線６Ｆは１３本の導体素線６４を有している。便宜的に、第１の直線部６１Ｆにおける１３本の導体素線６４のそれぞれを芯線導体素線Ａ０、周囲導体素線Ａ１〜Ａ１２と称し、第２の直線部６２Ｆにおける１３本の導体素線６４のそれぞれを芯線導体素線Ｂ０、周囲導体素線Ｂ１〜Ｂ１２と称することとする。第１の直線部６１Ｆにおける芯線導体素線Ａ０及び周囲導体素線Ａ１〜Ａ１２のそれぞれは、第２の直線部６２Ｆにおける芯線導体素線Ａ０及び周囲導体素線Ｂ１〜Ｂ１２のそれぞれに接続部を介して接続されている。
【００８７】
第１の直線部６１Ｆにおいては、芯線導体素線Ａ０を囲むように、芯線導体素線Ａ０の周囲に周囲導体素線Ａ１〜Ａ１２が配置されている。詳しく説明すると、周囲導体素線Ａ１，Ａ１２，Ａ１１，Ａ１０が、ロータ４側において集合導線６Ｆの外側から内側にかけてその順番で配置されている。また、周囲導体素線Ａ４〜Ａ７が、バックヨーク側において集合導線６Ｆの外側から内側にかけてその順番で配置されている。また、周囲導体素線Ａ１〜Ａ４が、他の周囲導体素線よりもＵ字形状の外側において、ロータ４側からバックヨーク側にかけてその順番で配置されている。また、周囲導体素線Ａ７〜Ａ１０が、他の周囲導体素線よりもＵ字形状の内側において、バックヨーク側からロータ４側にかけてその順番で配置されている。このように、第１の直線部６１Ｆにおいて芯線導体素線Ａ０が中心に配置され、芯線導体素線Ａ０を囲むように芯線導体素線Ａ０の周囲に周囲導体素線Ａ１〜Ａ１２が配置されている。
【００８８】
第２の直線部６２Ｆにおいては、芯線導体素線Ｂ０を囲むように、芯線導体素線Ｂ０の周囲に周囲導体素線Ｂ１〜Ｂ１２が配置されている。詳しく説明すると、周囲導体素線Ｂ１，Ｂ１２，Ｂ１１，Ｂ１０が、バックヨーク側において集合導線６Ｆの外側から内側にかけてその順番で配置されている。また、周囲導体素線Ｂ４〜Ｂ７が、ロータ４側において集合導線６Ｆの外側から内側にかけてその順番で配置されている。また、周囲導体素線Ｂ１，Ｂ３，Ｂ２，Ｂ４が、他の周囲導体素線よりもＵ字形状の外側において、バックヨーク側からロータ４側にかけてその順番で配置されている。また、周囲導体素線Ｂ７，Ｂ９，Ｂ８，Ｂ１０が、他の周囲導体素線よりもＵ字形状の内側において、ロータ４側からバックヨーク側にかけてその順番で配置されている。このように、第２の直線部６２Ｆにおいて芯線導体素線Ｂ０が中心に配置され、芯線導体素線Ｂ０を囲むように芯線導体素線Ｂ０の周囲に周囲導体素線Ｂ１〜Ｂ１２が配置されている。
【００８９】
また、芯線導体素線Ａ０，Ｂ０の断面積は、周囲導体素線Ａ１〜Ａ１２，Ｂ１〜Ｂ１２（変形例６において、「周囲導体素線Ａ１等」と称する場合がある）の断面積よりも大きい。このように、周囲に配置された周囲導体素線Ａ１等の中心に、周囲導体素線Ａ１等よりも断面積が大きい芯線導体素線Ａ０，Ｂ０を配置することで、集合導線６Ｆの形状維持が容易となる。
【００９０】
そして、少なくとも２本の周囲導体素線６４をステータコア２１の径方向にねじることで、少なくとも２本の周囲導体素線６４の間で位置をステータコア２１の径方向にずらす。図１４に示す例では、芯線導体素線Ａ０及び周囲導体素線Ａ１〜Ａ１２を、同じ数字が付与された芯線導体素線Ｂ０及び周囲導体素線Ｂ１〜Ｂ１２に接続する。例えば、ロータ４側に配置された４本の周囲導体素線６４とバックヨーク側に配置された４本の周囲導体素線６４とを転位部によって径方向にねじることで、それらの周囲導体素線６４の間で位置を径方向にずらす。具体的には、ロータ４側に配置された周囲導体素線Ａ１，Ａ１０〜Ａ１２と、バックヨーク側に配置された周囲導体素線Ｂ１，Ｂ１０〜Ｂ１２とを接続し、バックヨーク側に配置された周囲導体素線Ａ４〜Ａ７と、ロータ４側に配置された周囲導体素線Ｂ４〜Ｂ７とを接続する。また、周囲導体素線Ａ２，Ａ３，Ａ８，Ａ９と周囲導体素線Ｂ２，Ｂ３，Ｂ８，Ｂ９とを接続する。変形例６では、Ｕ字形状の外側に配置された周囲導体素線Ａ１〜Ａ４のそれぞれと、Ｕ字形状の外側に配置された周囲導体素線Ｂ１〜Ｂ４とが接続され、Ｕ字形状の内側に配置された周囲導体素線Ａ７〜Ａ１０のそれぞれと、Ｕ字形状の内側に配置された周囲導体素線Ｂ７〜Ｂ１０とが接続されている。このように、芯線導体素線Ａ０，Ｂ０については転位を行わず、周囲導体素線Ａ１等を対象にして径方向へ転位を行う。
【００９１】
そして、ステータコア２１において、磁束の流れが互いに反対方向となるスロット２３に、第１の直線部６１Ｆと第２の直線部６２Ｆとを挿入する。例えば図１４に示すように、第１の直線部６１Ｆと第２の直線部６２Ｆとでは、径方向の成分Ｂｒの向き及び周方向の成分Ｂθの向きが、それぞれ反対方向となっている。
【００９２】
以上のように、変形例６に係るステータコイルにおいても、第１の直線部６１Ｆ及び第２の直線部６２Ｆのそれぞれに誘導される電流同士が打ち消し合い、循環電流が抑制されて銅損を低減することが可能となる。また、外側の周囲導体素線Ａ１等を径方向に転位させることで、循環電流損を効果的に抑制することが可能となる。また、渦電流損を、導体素線が分割されていないステータコイルよりも低減することが可能となる。
【００９３】
なお、図１４に示す例では、周囲導体素線Ａ２，Ａ３，Ｂ２，Ｂ３，Ａ８，Ａ９，Ｂ８，Ｂ９は径方向に転位されていないが、これらについても径方向にねじることで径方向に転位させてもよい。
【００９４】
（変形例７）
次に、図１５を参照して、変形例７に係るステータコイルについて説明する。図１５は、変形例７に係る集合導線を示す断面図である。
【００９５】
変形例７に係る集合導線６Ｇは、変形例６に係る周囲導体素線Ｂ１〜Ｂ１２の配置を変えた。具体的には、周囲導体素線Ｂ１，Ｂ１２，Ｂ１１，Ｂ１０が、バックヨーク側において集合導線６Ｇの内側から外側にかけてその順番で配置されている。また、周囲導体素線Ｂ４〜Ｂ７が、ロータ４側において集合導線６Ｇの内側から外側にかけてその順番で配置されている。また、周囲導体素線Ｂ１〜Ｂ４が、他の周囲導体素線よりもＵ字形状の内側において、バックヨーク側からロータ４側にかけてその順番で配置されている。また、周囲導体素線Ｂ７〜Ｂ１０が、他の周囲導体素線よりもＵ字形状の外側において、ロータ４側からバックヨーク側にかけてその順番で配置されている。このように、第２の直線部６２Ｇにおいて芯線導体素線Ｂ０が中心に配置され、芯線導体素線Ｂ０を囲むように芯線導体素線Ｂ０の周囲に周囲導体素線Ｂ１〜Ｂ１２が配置されている。なお、第１の直線部６１Ｇにおける周囲導体素線Ａ１〜Ａ１２の配置は、変形例６に係る周囲導体素線Ａ１〜Ａ１２の配置と同じである。
【００９６】
そして、少なくとも２本の周囲導体素線６４をステータコア２１の径方向にねじることで、少なくとも２本の周囲導体素線６４の間で位置をステータコア２１の径方向にずらす。図１５に示す例では、芯線導体素線Ａ０及び周囲導体素線Ａ１〜Ａ１２を、同じ数字が付与された芯線導体素線Ｂ０及び周囲導体素線Ｂ１〜Ｂ１２に接続する。例えば、ロータ４側に配置された周囲導体素線Ａ１，Ａ１０〜Ａ１２と、バックヨーク側に配置された周囲導体素線Ｂ１，Ｂ１０〜Ｂ１２とを接続し、バックヨーク側に配置された周囲導体素線Ａ４〜Ａ７と、ロータ４側に配置された周囲導体素線Ｂ４〜Ｂ７とを接続する。また、周囲導体素線Ａ２，Ａ３，Ａ８，Ａ９と周囲導体素線Ｂ２，Ｂ３，Ｂ８，Ｂ９とを接続する。変形例７では、Ｕ字形状の外側に配置された周囲導体素線Ａ１〜Ａ４のそれぞれと、Ｕ字形状の内側に配置された周囲導体素線Ｂ１〜Ｂ４のそれぞれとが接続され、Ｕ字形状の内側に配置された周囲導体素線Ａ７〜Ａ１０のそれぞれと、Ｕ字形状の外側に配置された周囲導体素線Ｂ７〜Ｂ１０とが接続されている。このように、芯線導体素線Ａ０，Ｂ０については転位を行わず、周囲導体素線Ａ１等を対象にして径方向へ転位を行う。なお、図１６に示す参考例に係る集合導線と比較すると、第２の直線部６２Ｇを構成する周囲導体素線Ｂ１〜Ｂ１２は、転位をさせない第２の直線部から１８０度回転させた状態となっている。
【００９７】
そして、ステータコア２１において、磁束の流れが互いに反対方向となるスロット２３に、第１の直線部６１Ｇと第２の直線部６２Ｇとを挿入する。例えば図１５に示すように、第１の直線部６１Ｇと第２の直線部６２Ｇとでは、径方向の成分Ｂｒの向き及び周方向の成分Ｂθの向きが、それぞれ反対方向となっている。
【００９８】
以上のように、変形例７に係るステータコイルにおいても、第１の直線部６１Ｇ及び第２の直線部６２Ｇのそれぞれに誘導される電流同士が打ち消し合い、循環電流が抑制されて銅損を低減することが可能となる。また、外側の周囲導体素線Ａ１等を径方向に転位させることで、循環電流損を効果的に抑制することが可能となる。また、渦電流損を、導体素線が分割されていないステータコイルよりも低減することが可能となる。
【００９９】
なお、上述した実施形態及び変形例１〜７において、スロット２３の先端部（開口部付近）に設置される集合導線６，６Ａ〜６Ｇのみに転位部を設けてもよい。また、コイルエンドに転位部を設けてもよい。また、上述した実施形態及び変形例１〜７では、１つの集合導線に含まれる導体素線６４の数が、３本、４本、５本、８本、１２本、１３本の場合について説明したが、集合導線は、それら以外の本数の導体素線６４を含んでいてもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１  回転電機、２  ステータ、３  ステータコイル、４  ロータ、５  シャフト、６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６Ｆ，６Ｇ  集合導線、２１  ステータコア、２２  ティース、２３  スロット、４１  ロータコア、４２  永久磁石、６１，６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ，６１Ｅ，６１Ｆ，６１Ｇ  第１の直線部、６２，６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅ，６２Ｆ，６２Ｇ  第２の直線部、６３  接続部、６４，Ａ１〜Ａ１２，Ｂ１〜Ｂ１２  導体素線、Ａ０，Ｂ０  芯線導体素線、６５  被覆層、６６  転位部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2013243904.tif 000005
【図４】
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【図５】
2013243904.tif 000007
【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】
2013243904.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2013243904.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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