(57)【要約】【課題】重ね巻のコイルからなるコイル層を径方向に複数備えた巻線構造において、インダクタンスのアンバランスを抑制する。【解決手段】第１コイル層Ａと、該第１コイル層Ａよりステータの径方向外側に位置する第２コイル層Ｂとを備えており、第１コイル層Ａを構成する一以上のコイルＡＵ１と第２コイル層を構成する一以上のコイルＢＵ１とが直列に接続されている回転電機の巻線構造。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータの複数のスロットに収容された複数の重ね巻の第１コイルからなる第１コイル層と、
前記複数のスロットに収容された複数の重ね巻の第２コイルからなる、前記１コイル層より前記ステータの径方向外側に位置する第２コイル層と、
を少なくとも備え、
一つ以上の前記第１コイルと、一つ以上の前記第２コイルとが直列に接続されていることを特徴とする回転電機の巻線構造。
【請求項２】
前記直列接続された第１コイル及び第２コイルのうち、前記ステータの周方向に互いに最も離間して位置する２つのコイルの軸同士が、少なくともＬスロットピッチ以上離れていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の巻線構造。
Ｌ＝Ｎｓ／Ｐ−（ｑ−１）
ここで、Ｎｓ：ステータのスロットの数、Ｐ：極数、ｑ：毎極毎相スロット数
【請求項３】
互いに前記ステータの径方向に積層された、前記第１コイル層及び第２コイル層を含む複数のコイル層を備え、
前記複数のコイル層を構成するコイルから複数の直列コイル群が形成されており、
各直列コイル群を構成するコイルは、各コイル層で同じコイル数ずつ直列に接続されており、
各直列コイル群を構成するコイルのうち同じコイル層に属するコイルは、ターン数が互いに等しいことを特徴とする請求項２に記載の回転電機の巻線構造。
【請求項４】
互いに前記ステータの径方向に積層された、前記第１コイル層及び第２コイル層を含む複数のコイル層を備え、
前記複数のコイル層を構成するコイルから複数の直列コイル群が形成されており、
各直列コイル群を構成するコイルは、各コイル層から二つ以上ずつ直列に接続されており、
各直列コイル群を構成するコイルのうち同じコイル層に属するコイルには、当該同じコイル層に属する他のコイルと異なるターン数を有するコイルが含まれており、
各直列コイル群を構成するコイルのうち同じコイル層に属するコイルの総ターン数は、各コイル層で等しいことを特徴とする請求項２に記載の回転電機の巻線構造。
【請求項５】
各直列コイル群を構成するコイルのコイル数が各コイル層で等しいことを特徴とする請求項４に記載の回転電機の巻線構造。
【請求項６】
前記第１コイル層及び第２コイル層を含む複数のコイル層を前記複数のスロットに収容した後に異なるコイル層のコイル同士を接続するための接続部を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の回転電機の巻線構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の巻線構造、特に、ステータのスロットに収納された電機子巻線（以下、ステータ巻線とも称する）の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機の電機子巻線には、コイルエンドの高さを低減する等のために重ね巻を採用したものがある。特許文献１には、５４個のスロットに３相２極の２層重ね巻で収容された電機子巻線が開示されている。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３０９５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、重ね巻のコイルをステータのスロットに挿入する場合には、すべてのコイルを全スロットに一度に挿入する必要があるため、大きな挿入荷重を必要とする。一方、挿入荷重を低減するために、重ね巻のコイルを径方向内側と外側の２つのコイル層に分けた場合には、２つのコイル層のコイルの鎖交磁束量に磁極からの距離の相違等による差が生じ、そのため各コイルのインダクタンスが異なるものとなって、巻線の並列回路間にインダクタンスのアンバランスが生じやすくなるという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、重ね巻のコイルからなるコイル層を径方向に複数備えた巻線構造において、インダクタンスのアンバランスを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる回転電機の巻線構造は、第１コイル層と、該第１コイル層よりステータの径方向外側に位置する第２コイル層とを備えており、第１コイル層を構成する一以上のコイルと第２コイル層を構成する一以上のコイルとが直列に接続されている。
【発明の効果】
【０００７】
この巻線構造では、異なるコイル層のコイルを直列に接続しているので、単一のコイル層のコイルのみを直列に接続した場合と比較して、巻線の並列回路間におけるインダクタンスのアンバランスを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施形態にかかるステータ巻線の一部を展開して、ステータの軸方向からみた図である。図中下側がステータの径方向内側（ステータの軸側）、上側が径方向外側に相当する。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態にかかるステータ巻線の配線の一部を示す図であり、（ａ）は、ステータの径方向外側からみた図、（ｂ）は、図１に対応する図である。
【図３】図３は、本発明の第２実施形態にかかるステータ巻線の配線の一部を示す図であり、（ａ）は、ステータの径方向外側からみた図、（ｂ）は、図１に対応する図である。
【図４】図４は、直列コイル群を構成する各コイルの配置とロータ偏心時に並列回路内に生じる循環電流との関係を示す図である。
【図５】図５は、直列コイル群を構成する各コイルの配置とロータ偏心時における磁石損失との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、本発明の第３実施形態にかかるステータ巻線の配線の一部を示す図であり、（ａ）は、ステータの径方向外側からみた図、（ｂ）は、図１に対応する図である。
【図７】図７は、本発明の第４実施形態にかかるステータ巻線の配線の一部を示す図であり、（ａ）は、ステータの径方向外側からみた図、（ｂ）は、図１に対応する図である。
【図８】図８は、本発明の第４実施形態にかかるステータ巻線の配線の一部を示す図であり、（ａ）は、ステータの径方向外側からみた図、（ｂ）は、図１に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態にかかる回転電機の巻線構造について、図１及び図２を参照して説明する。
【００１０】
本実施形態にかかる回転電機は、磁極を構成するロータ（図示略）とステータ１とを備えた３相８極の電動機である。
【００１１】
ステータ１の内周面には、図１に示すように、４８本のティースＴが等間隔に設けられており、各ティースＴ間には、各々ステータ１の軸方向に延びる４８個のスロットＳ１〜Ｓ４８が設けられている。スロットＳ１〜Ｓ４８には、ステータ巻線（電機子巻線）Ｗ１が組み込まれている。
【００１２】
ステータ巻線Ｗ１は、径方向内側に位置する第１コイル層Ａと、第１コイル層Ａより径方向外側に位置する第２コイル層Ｂと、を備えている。第１コイル層Ａは、スロットＳ１〜Ｓ４８に２層重ね巻で収容された４８個の第１コイル（Ｕ相のコイルＡＵ１〜ＡＵ１６、Ｖ相のコイルＡＶ１〜ＡＶ１６、及びＷ相のコイルＡＷ１〜ＡＷ１６）から構成されている。これら第１コイルは、ステータ１の周方向に並設された８極分のコイルセットから構成されている。各コイルセットでは、コイルＡＵ２ｎ−１，ＡＵ２ｎと、コイルＡＷ２ｎ−１，ＡＷ２ｎと、コイルＡＶ２ｎ−１，ＡＶ２ｎとがこの順に周方向所定の向きに１スロットピッチずつずれて配置されている（ｎ＝１〜８の整数）。また、第２コイル層Ｂは、スロットＳ１〜Ｓ４８に２層重ね巻で収容された４８個の第２コイル（Ｕ相コイルＢＵ１〜ＢＵ１６、Ｖ相コイルＢＶ１〜ＢＶ１６、及びＷ相コイルＢＷ１〜ＢＷ１６）から構成されている。これら第２コイルは、ステータ１の周方向に並設された８極分のコイルセットから構成されている。各コイルセットでは、コイルＢＵ２ｎ−１，ＢＵ２ｎと、コイルＢＷ２ｎ−１，ＢＷ２ｎと、コイルＢＶ２ｎ−１，ＢＶ２ｎとがこの順に周方向所定の向きに１スロットピッチずつずれて配置されている（ｎ＝１〜８の整数）。
【００１３】
また、図１に示すように、各相のコイルは、各々、周方向に隣接して配置された同相のコイルと逆向きに巻回されている。例えば、第１コイル層ＡのＵ相では、コイルＡＵ３，ＡＵ４と、これに周方向に隣接して配置されたコイルＡＵ１，ＡＵ２，ＡＵ５，ＡＵ６とは、互いに逆向きに巻回されている。Ｖ相、Ｗ相についても同様であり、第２コイル層Ｂの各相においても同様である。なお、以下の説明において、ステータ１の径方向外側からみて巻回方向が反時計回りのコイルを右回りのコイル、時計回りのコイルを左回りのコイルと称することもある。
【００１４】
本実施形態では、第１コイル層Ａ（径方向内側）の第１コイルと第２コイル層Ｂ（径方向外側）の第２コイルとが各一つ以上直列に接続されている。例えば、図２に示すように、第１コイル層ＡのコイルＡＵ１，ＡＵ２と、第２コイル層ＢのコイルＢＵ１，ＢＵ２とが直列に接続され、直列コイル群ＧＵ１ａ，ＧＵ２ａを構成している。具体的には、直列コイル群ＧＵ１ａの端末部Ｅ１aと端末部Ｅ２ａとの間には、スロットＳ１，Ｓ７に収容されたコイルＢＵ１とコイルＡＵ１とが、この順に直列に接続されている。また、直列コイル群ＧＵ２ａの端末部Ｅ３ａと端末部Ｅ４ａとの間には、スロットＳ２，Ｓ８に収容されたコイルＢＵ２とコイルＡＵ２とが、この順に直列に接続されている。コイルＢＵ１の引出し線ｆ１とコイルＡＵ１の引出し線ｆ２とは、接続部Ｆ（例えば、ヒュージング、はんだ付け等）を介して電気的に接続されている。また、コイルＢＵ２の引出し線ｆ３とコイルＡＵ２の引出し線ｆ４とは、接続部Ｆを介して電気的に接続されている。なお、端末部Ｅ１ａ，Ｅ３ａ及び端末部Ｅ２a，Ｅ４aの一方はステータ巻線Ｗ１の口出し部側に、他方は中性点側に接続されている。また、図示は省略するが、直列コイル群ＧＵ１ａ，ＧＵ２ａと同様の直列コイル群ＧＵ３ａ〜ＧＵ１６ａが、他のＵ相のコイルＡＵ３〜ＡＵ１６，ＢＵ３〜ＢＵ１６にも設けられている。Ｖ相のコイルＡＶ１〜ＡＶ１６，ＢＶ１〜ＢＶ１６、及びＷ相のコイルＡＷ１〜ＡＷ１６，ＢＷ１〜ＢＷ１６についても同様に直列コイル群ＧＶ１ａ〜ＧＶ１６ａ，ＧＷ１ａ〜ＧＷ１６ａが形成されている。
【００１５】
本実施形態のステータ巻線Ｗ１をステータ１に組み込む際は、まず、径方向外側の第２コイル層Ｂを構成する第２コイルをスロットＳ１〜Ｓ４８に挿入し、その後、径方向内側の第１コイル層Ａを構成する第１コイルをスロットＳ１〜Ｓ４８に挿入する。続いて、接続部Ｆにおいて、第１コイル層Ａと第２コイル層Ｂのコイル同士を電気的に接続して上記直列コイル群ＧＵ１ａ〜ＧＵ１６ａ，ＧＶ１ａ〜ＧＶ１６ａ，ＧＷ１ａ〜ＧＷ１６ａを形成する。
【００１６】
以下、本実施形態の作用効果について説明する。
【００１７】
（１）  ステータ巻線を径方向内側のコイル層と径方向外側のコイル層とに分けた場合、２つのコイル層のコイルの間でロータの磁極までの距離が異なることや、径方向外側のコイルから生じた漏れ磁束が径方向内側のコイルに鎖交すること等により、２つのコイル層のコイルの間で鎖交磁束量に差が生じる。そのため、２つのコイル層のコイルのインダクタンスが互いに異なるものとなり、ステータ巻線の並列回路間にインダクタンスのアンバランスが生じやすくなる。従って、例えば、各相の並列回路を、径方向内側のコイル層のコイルのみから構成した直列コイル群と、径方向外側のコイル層のコイルのみから構成した直列コイル群とを並列に接続して構成した場合に、各直列コイル群間のインダクタンスの差が大きくなり、並列回路内に大きな循環電流が生じる恐れがある。また、この傾向は、ロータがステータ１に対して偏心した場合に顕著になり、騒音や異常加熱の要因になり得る。
【００１８】
本実施形態では、第１コイル層Ａ（径方向内側）の第１コイルと第２コイル層Ｂ（径方向外側）の第２コイルとが各一つ以上直列に接続されている。このため、上記並列回路を構成する直列コイル群ＧＵ１ａ〜ＧＵ１６ａ，ＧＶ１ａ〜ＧＶ１６ａ，ＧＷ１ａ〜ＧＷ１６ａの各々に、異なるコイル層のコイルを含むことができるので、単一のコイル層のコイルのみから直列コイル群を構成した場合と比較して、直列コイル群間のインダクタンスの差（偏り）を低減することができる。これにより、並列回路内の循環電流を抑制できる。
【００１９】
（２）  重ね巻のステータ巻線をステータの複数のスロットに挿入する場合は、ステータ巻線を構成するすべてのコイルをステータの全スロットに一度に挿入する必要がある。このため、手作業により挿入する際やコイルインサータを用いて挿入する際の挿入荷重が増大してしまうという問題があった。
【００２０】
本実施形態では、ステータ１の複数のスロットＳ１〜Ｓ４８に収容された複数の重ね巻のコイルからなるステータ巻線Ｗ１が径方向内側の第１コイル層Ａと径方向外側の第２コイル層Ｂとに分かれているので、ステータ巻線Ｗ１をステータ１の複数のスロットＳ１〜Ｓ４８に挿入する際、各コイル層Ａ，Ｂごとに工程を分けて挿入することが可能になる。このため、ステータ巻線Ｗ１全体をスロットＳ１〜Ｓ４８に一度に挿入する場合と比較して、挿入荷重を軽減することができる。
【００２１】
（３）  特に本実施形態では、第１コイル層Ａ及び第２コイル層Ｂをステータ１のスロットＳ１〜Ｓ４８に収容した後に第１コイル層Ａ及び第２コイル層Ｂのコイル同士を接続するための接続部Ｆが設けられている。このため、ステータ巻線Ｗ１を各コイル層Ａ，Ｂごとに工程を分けてスロットＳ１〜Ｓ４８に挿入することが容易になる。
【００２２】
＜変形例＞
なお、上記の例では、直列コイル群を構成する第１コイルのコイル軸と第２コイルのコイル軸の周方向位置が重なっていた（例えば、同じスロットＳ１，Ｓ７に収容された同相コイルＡＵ１，ＢＵ１同士を直列に接続していた）が、直列接続される同相コイルのコイル軸は、「毎極毎相スロット数−１」以下のスロットピッチだけ周方向にずれていてもよい。本実施形態では、毎極毎相スロット数が２スロット／極／相（＝４８スロット／３相／８極）であるから、直列接続される同相コイルのコイル軸は、周方向に１スロットピッチずれていてもよい。従って、例えば、図２の例では、スロットＳ１，Ｓ７に収容されたコイルＢＵ１と、スロットＳ２，Ｓ８に収容されたコイルＡＵ２とを直列に接続し、スロットＳ２，Ｓ８に収容されたコイルＢＵ２と、スロットＳ１，Ｓ７に収容されたコイルＡＵ１とを直列に接続してもよい。Ｖ相、Ｗ相についても同様である。なお、コイル軸とは、ステータの軸方向に垂直な断面においてコイル幅を二等分する点を通り、かつ、ステータの径方向に延びる軸である。コイル幅とは、当該コイルの２つのコイル辺の周方向間隔である。図２において、コイルＢＵ１のコイル幅ｙを（ａ）に、コイル軸ｘを（ｂ）に例示する。コイルＢＵ１では、コイル幅ｙは６スロットピッチであり、コイル軸ｘはスロットＳ４の幅中心に位置している。
【００２３】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態にかかるステータ巻線Ｗ２の構造について、図３を参照して説明する。以下、上記実施形態と異なる構成について説明し、既に説明した構成と同様の構成については同一符号を付してその説明を省略する。
【００２４】
上記第１実施形態では、各直列コイル群を構成するコイルが互いに周方向に近接して配置されており、そのコイル軸間の周方向距離は「毎極毎相スロット数−１」スロットピッチ以下であった。これに対し、第２実施形態では、直列コイル群を構成するコイルが周方向に分散して配置されており、直列接続された同相コイルのうち周方向に互いに最も離間して位置する２つのコイルのコイル軸同士が、少なくとも下式（１）で求まるＬスロットピッチ以上離れている。
Ｌ＝Ｎｓ／Ｐ−（ｑ−１）  ・・・（１）
なお、Ｎｓ：ステータ１のスロットの数、Ｐ：極数、ｑ：毎極毎相スロット数
【００２５】
すなわち、いま、Ｎｓが４８スロット、Ｐが８極、ｑが２スロット／極／相であるから、直列接続された同相コイルのうち周方向に最も離間して位置する２つのコイルは、コイル軸間の周方向距離が５スロットピッチ（＝４８／８−（２−１））以上となっている。
【００２６】
本実施形態では、例えば、図３に示すように、第１コイル層ＡのコイルＡＵ３，ＡＵ４と、第２コイル層ＢのコイルＢＵ１，ＢＵ２とが直列に接続され、直列コイル群ＧＵ１ｂ，ＧＵ２ｂを構成している。具体的には、直列コイル群ＧＵ１ｂの端末部Ｅ１ｂと端末部Ｅ２ｂとの間には、スロットＳ１，Ｓ７に収容された右回りのコイルＢＵ１と、スロットＳ８，Ｓ１４に収容された左回りのコイルＡＵ４とが、この順に直列に接続されている。また、直列コイル群ＧＵ２ｂの端末部Ｅ３ｂと端末部Ｅ４ｂとの間には、スロットＳ２，Ｓ８に収容された右回りのコイルＢＵ２と、スロットＳ７，Ｓ１３に収容された左回りのコイルＡＵ３とが、この順に直列に接続されている。コイルＢＵ１のコイル軸とコイルＡＵ４のコイル軸との間の周方向距離は７スロットピッチであり、コイルＢＵ２のコイル軸とコイルＡＵ３のコイル軸との間の周方向距離は５スロットピッチである。なお、端末部Ｅ１ｂ，Ｅ３ｂ及び端末部Ｅ２ｂ，Ｅ４ｂの一方はステータ巻線Ｗ２の口出し部側に、他方は中性点側に接続されている。また、図示は省略するが、直列コイル群ＧＵ１ｂ，ＧＵ２ｂと同様の直列コイル群ＧＵ３ｂ〜ＧＵ１６ｂが、他のＵ相のコイルＡＵ１〜ＡＵ２，ＡＵ５〜ＡＵ１６，ＢＵ３〜ＢＵ１６にも設けられている。Ｖ相のコイルＡＶ１〜ＡＶ１６，ＢＶ１〜ＢＶ１６、及びＷ相のコイルＡＷ１〜ＡＷ１６，ＢＷ１〜ＢＷ１６についても同様に直列コイル群ＧＶ１ｂ〜ＧＶ１６ｂ，ＧＷ１ｂ〜ＧＷ１６ｂが形成されている。
【００２７】
第２実施形態にかかる巻線構造によれば、第１実施形態と同様の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
【００２８】
（４）  ロータがステータに対して偏心すると、ギャップが狭くなった側に磁束密度が最大となる箇所（磁束密度最大部）が生じ、ギャップが広くなった側に磁束密度が最小となる箇所（磁束密度最小部）が生じる。図４（ａ）に示すように、直列接続されたコイルＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４がステータの周方向に集中して配置されている場合は、磁束密度最大部に配置されたコイルＵ１，Ｕ２に生じる誘起電圧と、磁束密度最小部に配置されたコイルＵ３，Ｕ４に生じる誘起電圧との差が大きくなり、同相の並列回路内に大きな循環電流が生じやすい。一方、図４（ｂ）に示すように、直列接続されたコイルＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４がステータの周方向に分散して配置されている場合は、上記の場合と比較して誘起電圧の差が低減され、並列回路内の循環電流が抑制される。
【００２９】
本実施形態では、直列接続された第１コイル及び第２コイルのうち、ステータ１の周方向に互いに最も離間して位置する２つのコイル（例えば、直列コイル群ＧＵ１ｂではコイルＢＵ１とコイルＡＵ４、直列コイル群ＧＵ２ｂではコイルＢＵ２とコイルＡＵ３）のコイル軸同士が、少なくともＬスロットピッチ以上離れている。このように、直列接続されたコイルがステータ１の周方向に分散して配置されているので、上述の誘起電圧の差が低減され、並列回路内の循環電流を抑制することができる。
【００３０】
なお、図５は、ロータ偏心時における磁石損失と直列コイル群を構成する各コイルの配置との関係を示すグラフである。グラフの縦軸は、磁石損失を、横軸は、互いに直列接続された２つのコイルの周方向距離を示す。磁石損失は、２つのコイルの周方向位置が重なっている場合の磁石損失を１とする相対値で示す。図５より、２つのコイルのコイル軸が周方向に１極ピッチ程度離れていれば磁石損失の低減に関し有意な効果を得られること、２極ピッチ程度（機械角において９０度程度）離れていればさらに大きな効果が得られることがわかる。
【００３１】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態にかかるステータ巻線Ｗ３の構造について、図６を参照して説明する。以下、上記実施形態と異なる構成について説明し、既に説明した構成と同様の構成については同一符号を付してその説明を省略する。
【００３２】
本実施形態では、図６に示すように、第１コイル層ＡのコイルＡＵ１〜ＡＵ４と、第２コイル層ＢのコイルＢＵ１〜ＢＵ４とが直列に接続され、直列コイル群ＧＵ１ｃ，ＧＵ２ｃを構成している。具体的には、直列コイル群ＧＵ１ｃの端末部Ｅ１ｃと端末部Ｅ２ｃとの間には、スロットＳ１，Ｓ７に収容されたコイルＢＵ１と、スロットＳ８，Ｓ１４に収容されたコイルＢＵ４と、スロットＳ８，Ｓ１４に収容されたコイルＡＵ４と、スロットＳ１，Ｓ７に収容されたコイルＡＵ１とが、この順に直列に接続されている。また、直列コイル群ＧＵ２ｃの端末部Ｅ３ｃと端末部Ｅ４ｃとの間には、スロットＳ２，Ｓ８に収容されたコイルＢＵ２と、スロットＳ７，Ｓ１３に収容されたコイルＢＵ３と、スロットＳ７，Ｓ１３に収容されたコイルＡＵ３と、スロットＳ２，Ｓ８に収容されたコイルＡＵ２とが、この順に直列に接続されている。
【００３３】
コイルＢＵ１のターン数とコイルＢＵ４のターン数は互いに等しく、コイルＡＵ４のターン数とコイルＡＵ１のターン数も互いに等しい。同様に、コイルＢＵ２のターン数とコイルＢＵ３のターン数は互いに等しく、コイルＡＵ３のターン数とコイルＡＵ２のターン数も互いに等しい。なお、端末部Ｅ１ｃ，Ｅ３ｃ及び端末部Ｅ２ｃ，Ｅ４ｃの一方はステータ巻線Ｗ３の口出し部側に、他方は中性点側に接続されている。なお、図示は省略するが、直列コイル群ＧＵ１ｃ，ＧＵ２ｃと同様の直列コイル群ＧＵ３ｃ〜ＧＵ８ｃが、他のＵ相のコイルＡＵ５〜ＡＵ１６，ＢＵ５〜ＢＵ１６にも設けられている。Ｖ相のコイルＡＶ１〜ＡＶ１６，ＢＶ１〜ＢＶ１６、及びＷ相のコイルＡＷ１〜ＡＷ１６，ＢＷ１〜ＢＷ１６についても同様に直列コイル群ＧＶ１ｃ〜ＧＶ８ｃ，ＧＷ１ｃ〜ＧＷ８ｃが形成されている。
【００３４】
すなわち本実施形態では、コイルＡＵ１〜ＡＵ１６，ＡＶ１〜ＡＶ１６，ＡＷ１〜ＡＷ１６，ＢＵ１〜ＢＵ１６，ＢＶ１〜ＢＶ１６，ＢＷ１〜ＢＷ１６から複数の直列コイル群ＧＵ１ｃ〜ＧＵ８ｃ，ＧＶ１ｃ〜ＧＶ８ｃ，ＧＷ１ｃ〜ＧＷ８ｃが形成されている。各直列コイル群を構成するコイル（例えば、直列コイル群ＧＵ１ｃであれば、コイルＡＵ１，ＡＵ４，ＢＵ１，ＢＵ４）は、各コイル層Ａ，Ｂで同じコイル数ずつ（例えば、直列コイル群ＧＵ１ｃであれば、２つずつ）直列に接続されている。そして、各直列コイル群を構成するコイルのうち同じコイル層に属するコイル（例えば、直列コイル群ＧＵ１ｃであれば、コイルＡＵ１とＡＵ４、または、コイルＢＵ１とＢＵ４）は、ターン数が互いに等しい。
【００３５】
第３実施形態にかかる巻線構造によれば、第１及び第２実施形態と同様の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
【００３６】
（５）  本実施形態では、各直列コイル群を構成するコイルが、各コイル層で同じコイル数ずつ直列に接続されており、かつ、各直列コイル群を構成するコイルのうち同じコイル層に属するコイルは、ターン数が互いに等しいので、複数の直列コイル群を並列に接続して並列回路を構成した際に、直列コイル群間のインダクタンスの差を低減することができ、並列回路内の循環電流を抑制できる。
【００３７】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態にかかるステータ巻線Ｗ４の構造について、図７を参照して説明する。以下、上記実施形態と異なる構成について説明し、既に説明した構成と同様の構成については同一符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
本実施形態では、図７に示すように、第１コイル層ＡのコイルＡＵ３，ＡＵ４と、第２コイル層ＢのコイルＢＵ１，ＢＵ２とが直列に接続され、直列コイル群ＧＵ１ｄを構成している。具体的には、直列コイル群ＧＵ１ｄの端末部Ｅ１ｄと端末部Ｅ２ｄとの間には、スロットＳ１，Ｓ７に収容されたコイルＢＵ１と、スロットＳ２，Ｓ８に収容されたコイルＢＵ２と、スロットＳ７，Ｓ１３に収容されたコイルＡＵ３と、スロットＳ８，Ｓ１４に収容されたコイルＡＵ４とが、この順に直列に接続されている。
【００３９】
コイルＢＵ１のターン数は３ターン、コイルＢＵ２のターン数は４ターン、コイルＡＵ３のターン数は３ターン、コイルＡＵ４のターン数は４ターンである。直列コイル群ＧＵ１ｄを構成するコイルのうち、第１コイル層Ａに属するコイルＡＵ３，ＡＵ４の総ターン数は７ターンであり、第２コイル層Ｂに属するコイルＢＵ１，ＢＵ２の総ターン数も７ターンである。なお、端末部Ｅ１ｄ及び端末部Ｅ２ｄの一方はステータ巻線Ｗ４の口出し部側に、他方は中性点側に接続されている。なお、図示は省略するが、直列コイル群ＧＵ１ｄと同様の直列コイル群ＧＵ２ｄ〜ＧＵ８ｄが、他のＵ相のコイルＡＵ１〜ＡＵ２，ＡＵ５〜ＡＵ１６，ＢＵ３〜ＢＵ１６にも設けられている。Ｖ相のコイルＡＶ１〜ＡＶ１６，ＢＶ１〜ＢＶ１６、及びＷ相のコイルＡＷ１〜ＡＷ１６，ＢＷ１〜ＢＷ１６についても同様に直列コイル群ＧＶ１ｄ〜ＧＶ８ｄ，ＧＷ１ｄ〜ＧＷ８ｄが形成されている。
【００４０】
すなわち本実施形態では、コイルＡＵ１〜ＡＵ１６，ＡＶ１〜ＡＶ１６，ＡＷ１〜ＡＷ１６，ＢＵ１〜ＢＵ１６，ＢＶ１〜ＢＶ１６，ＢＷ１〜ＢＷ１６から複数の直列コイル群ＧＵ１ｄ〜ＧＵ８ｄ，ＧＶ１ｄ〜ＧＶ８ｄ，ＧＷ１ｄ〜ＧＷ８ｄが形成されている。各直列コイル群を構成するコイル（例えば、直列コイル群ＧＵ１ｄであれば、コイルＡＵ３，ＡＵ４，ＢＵ１，ＢＵ２）は、各コイル層から二つ以上ずつ直列に接続されている。各直列コイル群を構成するコイルのうち同じコイル層に属するコイルには、当該同じコイル層に属する他のコイルと異なるターン数を有するコイルが含まれている（例えば、直列コイル群ＧＵ１ｄでは、コイルＡＵ３が３ターンであるのに対し、コイルＡＵ４は４ターン、また、コイルＢＵ１が３ターンであるのに対し、コイルＢＵ２は４ターン）。そして、各直列コイル群を構成するコイルのうち同じコイル層に属するコイルの総ターン数（例えば、直列コイル群ＧＵ１ｄであれば、７ターン／コイル層）は、各コイル層で等しい。また、各直列コイル群を構成するコイルのコイル数は、各コイル層で等しい（例えば、直列コイル群ＧＵ１ｄであれば、２つ／コイル層）。
【００４１】
第４実施形態にかかる巻線構造によれば、第１及び第２実施形態と同様の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
【００４２】
（６）  本実施形態では、コイルが各コイル層から二つ以上ずつ直列に接続されて各直列コイル群を構成しており、各直列コイル群を構成するコイルのうち同じコイル層に属するコイルの総ターン数は各コイル層で等しい。このため、例えば、図７に示すように、直列接続されたコイルが各コイル層ごとに周方向に分散して配置された場合に、当該分散配置による効果（第２実施形態の効果（４）参照）を高く維持することができる。
【００４３】
（７）  また、本実施形態では、各直列コイル群を構成するコイルのうち同じコイル層に属するコイルには、当該同じコイル層に属する他のコイルと異なるターン数を有するコイルが含まれている。このため、コイルのターン数をコイル層ごとに統一した場合よりも、直列コイル群の総ターン数を細かく設定できる。例えば、すべてのコイルのターン数が同じ場合は、端末部から端末部までの直列コイル群の総ターン数は、直列接続されたコイルのコイル数の倍数にしかならないが、本実施形態によれば、総ターン数をコイル数の倍数以外の数に設定することができる。
【００４４】
（８）  さらに、本実施形態では、各直列コイル群を構成するコイルのコイル数が各コイル層で等しい。このため、直列接続されたコイルが各コイル層ごとに周方向に分散して配置された場合に、周方向におけるインダクタンス分布の偏りを抑制し、当該分散配置による効果（第２実施形態の効果（４）参照）をより一層高く維持することができる。
【００４５】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態にかかるステータ巻線Ｗ５の構造について、図８を参照して説明する。以下、上記実施形態と異なる構成について説明し、既に説明した構成と同様の構成については同一符号を付してその説明を省略する。
【００４６】
上記実施形態においては、ステータ１の径方向に２つのコイル層を積層した例を示したが、コイル層の積層数は特に限定されず、３層以上であってもよい。例えば、本実施形態では、第１コイル層Ａ、第２コイル層Ｂ、第３コイル層Ｃ、及び第４コイル層Ｄの４つのコイル層をステータ１の径方向内側から外側に向かってこの順に積層している。第３コイル層Ｃは、スロットＳ１〜Ｓ４８に２層重ね巻で収容された４８個の第３コイル（Ｕ相のコイルＣＵ１〜ＣＵ１６、Ｖ相のコイルＣＶ１〜ＣＶ１６、及びＷ相のコイルＣＷ１〜ＣＷ１６）から構成されている。また、第４コイル層Ｄは、スロットＳ１〜Ｓ４８に２層重ね巻で収容された４８個の第４コイル（Ｕ相のコイルＤＵ１〜ＤＵ１６、Ｖ相のコイルＤＶ１〜ＤＶ１６、及びＷ相のコイルＤＷ１〜ＤＷ１６）から構成されている。第３及び第４コイル層とも、上記実施形態における第１コイル層Ａや第２コイル層Ｂと同様の構成を備えている。
【００４７】
本実施形態では、図８に示すように、第１コイル層ＡのコイルＡＵ７，ＡＵ８と、第２コイル層ＢのコイルＢＵ５，ＢＵ６と、第３コイル層ＣのコイルＣＵ３，ＣＵ４と、第４コイル層ＤのコイルＤＵ１，ＤＵ２とが直列に接続され、直列コイル群ＧＵ１ｅ，ＧＵ２ｅを構成している。具体的には、直列コイル群ＧＵ１ｅの端末部Ｅ１ｅと端末部Ｅ２ｅとの間には、スロットＳ１，Ｓ７に収容された右回りのコイルＤＵ１と、スロットＳ８，Ｓ１４に収容された左回りのコイルＣＵ４と、スロットＳ１３，Ｓ１９に収容された右回りのコイルＢＵ５と、スロットＳ２０，Ｓ２６に収容された左回りのコイルＡＵ８とが、この順に直列に接続されている。また、直列コイル群ＧＵ２ｅの端末部Ｅ３ｅと端末部Ｅ４ｅとの間には、スロットＳ２，Ｓ８に収容された右回りのコイルＤＵ２と、スロットＳ７，Ｓ１３に収容された左回りのコイルＣＵ３と、スロットＳ１４，Ｓ２０に収容された右回りのコイルＢＵ６と、スロットＳ１９，Ｓ２５に収容された左回りのコイルＡＵ７とが、この順に直列に接続されている。なお、端末部Ｅ１ｅ，Ｅ３ｅ及び端末部Ｅ２ｅ，Ｅ４ｅの一方はステータ巻線Ｗ５の口出し部側に、他方は中性点側に接続されている。また、図示は省略するが、直列コイル群ＧＵ１ｅ，ＧＵ２ｅと同様の直列コイル群ＧＵ３ｅ〜ＧＵ８ｅが、他のＵ相のコイルＡＵ１〜ＡＵ６，ＡＵ９〜ＡＵ１６，ＢＵ１〜ＢＵ４，ＢＵ７〜ＢＵ１６，ＣＵ１〜ＣＵ２，ＣＵ５〜ＣＵ１６，ＤＵ３〜ＤＵ１６にも設けられている。Ｖ相のコイルＡＶ１〜ＡＶ１６，ＢＶ１〜ＢＶ１６，ＣＶ１〜ＣＶ１６，ＤＶ１〜ＤＶ１６、及びＷ相のコイルＡＷ１〜ＡＷ１６，ＢＷ１〜ＢＷ１６，ＣＷ１〜ＣＷ１６，ＤＷ１〜ＤＷ１６についても同様に直列コイル群ＧＶ１ｅ〜ＧＶ８ｅ，ＧＷ１ｅ〜ＧＷ８ｅが形成されている。
【００４８】
本実施形態では、異なるコイル層Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのコイルを直列に接続し、かつ、直接接続されたコイルのうち周方向に互いに最も離間して位置する２つのコイル（例えば、直列コイル群ＧＵ１ｅではコイルＤＵ１とコイルＡＵ８、直列コイル群ＧＵ２ｅではコイルＤＵ２とコイルＡＵ７）のコイル軸同士が、上記Ｌスロットピッチ以上（例えば、直列コイル群ＧＵ１ｅでは１９スロットピッチ、直列コイル群ＧＵ２ｅでは１７スロットピッチ）離れているので、第１及び第２実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態に対し、第３実施形態または第４実施形態の構成を組み合わせて適用することも可能であり、その場合は、それらの実施形態の効果を併せて得ることができるのは勿論である。
【００４９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は本発明の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎず、本発明は当該実施形態に限定されるものではない。本発明の技術的範囲は、上記実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、そこから容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。
【００５０】
上記実施形態では、全節巻のステータ巻線Ｗ１〜Ｗ５を例にとって説明したが、ステータ巻線は短節巻であっても、長節巻であってもよい。例えば、第２実施形態の式（１）は、短節巻または長節巻のステータ巻線にも適用可能である。また、上記実施形態では、３相８極４８スロットのステータを例に説明したが、本発明は、これ以外の相数、極数、スロット数に対して適用することも可能である。
【００５１】
また、上記実施形態では、異なるコイル層のコイル同士を接続するために接続部Ｆを設けていたが、複数のコイル層をスロットＳ１〜Ｓ４８に一度に挿入することが可能であれば、接続部は省略してもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１  ステータ
Ｓ１〜Ｓ４８  スロット
Ａ〜Ｄ  第１〜第４コイル層（コイル層）
ＡＵ１〜ＡＵ１６  第１コイル層のＵ相コイル（第１コイル、コイル）
ＡＶ１〜ＡＶ１６  第１コイル層のＶ相コイル（第１コイル、コイル）
ＡＷ１〜ＡＷ１６  第１コイル層のＷ相コイル（第１コイル、コイル）
ＢＵ１〜ＢＵ１６  第２コイル層のＵ相コイル（第２コイル、コイル）
ＢＶ１〜ＢＶ１６  第２コイル層のＶ相コイル（第２コイル、コイル）
ＢＷ１〜ＢＷ１６  第２コイル層のＷ相コイル（第２コイル、コイル）
ＣＵ１〜ＣＵ１６  第３コイル層のＵ相コイル（コイル）
ＣＶ１〜ＣＶ１６  第３コイル層のＶ相コイル（コイル）
ＣＷ１〜ＣＷ１６  第３コイル層のＷ相コイル（コイル）
ＤＵ１〜ＤＵ１６  第４コイル層のＵ相コイル（コイル）
ＤＶ１〜ＤＶ１６  第４コイル層のＶ相コイル（コイル）
ＤＷ１〜ＤＷ１６  第４コイル層のＷ相コイル（コイル）
ＧＵ１ａ〜ＧＵ１６ａ，ＧＶ１ａ〜ＧＶ１６ａ，ＧＷ１ａ〜ＧＷ１６ａ  直列コイル群
ＧＵ１ｂ〜ＧＵ１６ｂ，ＧＶ１ｂ〜ＧＶ１６ｂ，ＧＷ１ｂ〜ＧＷ１６ｂ  直列コイル群
ＧＵ１ｃ〜ＧＵ８ｃ，ＧＶ１ｃ〜ＧＶ８ｃ，ＧＷ１ｃ〜ＧＷ８ｃ  直列コイル群
ＧＵ１ｃ〜ＧＵ８ｄ，ＧＶ１ｃ〜ＧＶ８ｄ，ＧＷ１ｃ〜ＧＷ８ｄ  直列コイル群
ＧＵ１ｃ〜ＧＵ８ｅ，ＧＶ１ｃ〜ＧＶ８ｅ，ＧＷ１ｃ〜ＧＷ８ｅ  直列コイル群
Ｆ  接続部
ｘ  コイル軸
【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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