CN110651415B - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转电机，将相邻的齿的齿中心轴线彼此所成的角度作为齿倾角，将最大的齿倾角作为第一齿倾角α1，随着从第一齿倾角α1分别朝向顺时针方向和逆时针方向前进，至少1个齿倾角变小，将该齿倾角作为第二齿倾角α3，在与第二齿倾角α3相对应的相邻的齿之间形成的狭槽配置的第二线圈的与旋转轴垂直的剖面的剖面积，比在与第一齿倾角α1相对应的相邻的齿之间形成的狭槽配置的第一线圈的与旋转轴垂直的剖面的剖面积小。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及旋转电机的定子的结构。

背景技术

作为旋转电机的电动机和发电机的损耗，存在铜损耗、铁损耗和在磁铁产生的涡流损耗即磁铁涡流损耗等。例如，在一般的内转子型旋转电机中，定子具有将片状芯层叠而构成的定子芯、以及配置于定子芯的线圈，该片状芯是电磁钢板被冲裁而成的。在该定子芯产生的铁损耗和在线圈产生的铜损耗成为主要的定子损耗。在转子芯配置有永久磁铁的转子中，转子芯的铁损耗和在磁铁产生的磁铁涡流损耗成为主要的转子损耗。在这些损耗大的情况下，定子和转子的温度上升，从而会产生线圈的烧损、磁铁的退磁等。因此，采取设置冷却装置来抑制旋转电机的温度的上升的对策。

作为采用在上述对策中的采用冷却装置来冷却电动机和发电机的冷却方法，存在空冷、水冷和油冷等方法。具体地说，作为空冷的方法，存在在定子的外周面配置的框架表面设置翅片并使空气通过翅片之间来冷却框架的方法。另外，作为水冷或油冷的方法，存在在框架内部设置空洞并使水、油的制冷剂循环来冷却框架的方法。

例如，在专利文献1所公开的冷却结构中，在定子的外周面设置有水冷装置。在水冷装置中，在电动机的旋转轴保持水平的状态下，在圆筒状的框架的径向下侧设置有冷却水入口，在框架内设置有曲折的水路，在框架的径向上侧设置有冷却水出口。冷却水从框架的径向下侧的冷却水入口进入框架内。然后，冷却水在框架内的水路循环，从而冷却水从定子的外周面吸收热。最后，冷却水从配置于框架的径向上侧的冷却水出口排出。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-149757号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，一般来说，从电动机整体来看，水冷装置的冷却能力并不均匀而有所偏重。例如，在专利文献1所公开的水冷装置中，冷却水从框架的径向下侧的冷却水入口进入。然后，冷却水吸收来自定子的热并从框架的径向上侧的冷却水出口排出。因此，随着朝向框架的径向上侧，冷却水的温度逐渐上升。因此，水冷装置的冷却能力在框架的径向下侧最高，而随着朝向框架的径向上侧前进而逐渐降低。

一般的旋转电机的结构是相对于旋转轴大致旋转对称的结构。因此，在定子的线圈产生的铜损耗和在定子芯产生的铁损耗的合计即定子损耗的分布，在旋转方向即周向上大致均匀。因此，在如上述那样由冷却性能存在分布的水冷装置来冷却旋转电机的定子的情况下，在定子中，水冷装置的冷却性能低的部分的温度上升要比水冷装置的冷却性能高的部分的温度上升大。另外，需要设计旋转电机来防止最高温度的部分超过温度上限。因此，在旋转电机的温度局部变高时，旋转电机的设计会被温度变高的部分的温度所限制。因此，存在旋转电机的特性局部受限、从而为了改善散热性而需要增加旋转电机的体积的问题。因此，为了抑制旋转电机的温度局部变高，存在与水冷装置的冷却性能的分布相应地使旋转电机的定子损耗在与旋转电机的旋转轴垂直的剖面内分布的课题。

本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于得到能够使旋转电机的定子损耗在与旋转电机的旋转轴垂直的剖面内分布的旋转电机。

用于解决课题的手段

本发明的旋转电机具有转子和定子，所述转子以旋转轴为中心自由旋转地被支撑，所述定子具有与转子同轴配置的环状的磁轭部、从磁轭部向转子侧突出并在周向排列配置的多个齿、以及收纳于在相邻的齿之间形成的狭槽的多个线圈；在定子的与旋转轴垂直的剖面中，在将通过齿的周向中心和旋转轴的直线作为齿中心轴线、将多个齿中相邻的齿的齿中心轴线彼此所成的角度作为齿倾角、将最大的齿倾角作为第一齿倾角时，随着从第一齿倾角分别朝向顺时针方向和逆时针方向前进，齿倾角中的至少1个齿倾角变小，将该齿倾角作为第二齿倾角；将在与第一齿倾角相对应的相邻的齿之间形成的狭槽中配置的线圈作为第一线圈、将在与第二齿倾角相对应的相邻的齿之间形成的狭槽中配置的线圈作为第二线圈时，第二线圈的与旋转轴垂直的剖面的剖面积比第一线圈的与旋转轴垂直的剖面的剖面积小。

发明效果

上述那样构成的旋转电机能够使定子的损耗在与旋转电机的旋转轴垂直的剖面内分布。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的旋转电机的包含旋转轴方向的纵剖视图。

图2是本发明的实施方式1的旋转电机的与旋转轴方向垂直的A-A剖视图。

图3是本发明的实施方式1的冷却装置的立体图。

图4是本发明的实施方式1的旋转电机的变型例的与旋转轴方向垂直的剖视图。

图5是本发明的实施方式2的旋转电机的与旋转轴方向垂直的剖视图。

图6是本发明的实施方式3的旋转电机的与旋转轴方向垂直的剖视图。

图7是发明的实施方式4的旋转电机的与旋转轴方向垂直的剖视图。

图8是本发明的实施方式5的旋转电机的与旋转轴方向垂直的剖视图。

图9是本发明的实施方式6的旋转电机的与旋转轴方向垂直的剖视图。

具体实施方式

以下，采用附图，对本发明的旋转电机的优选实施方式进行说明。

实施方式1.

图1是用于实施本发明的实施方式1的旋转电机的包含旋转轴方向的纵剖视图。在图1中，旋转电机100具有：内框架11，该内框架11在外周面设置有供制冷剂通过的槽；设置于内框架11的外周面的外框架12；配置于内框架11的旋转轴方向两端面并将轴承17保持于内径侧的托架16；具有轴5和固定于轴5的外周的多个永久磁铁6并经由轴承17而以轴5的旋转轴为中心自由旋转地被支撑的转子30；固定于内框架11的内周并隔着空隙地配置于转子30的外径侧的定子20。

图3是用于实施本发明的实施方式1的旋转电机的与旋转轴方向垂直的A-A剖视图。定子20具有与转子30同轴配置的环状的磁轭部即背轭部(core back)14、从磁轭部向转子30侧突出并在周向排列配置的多个齿2、以及收纳于在相邻的齿2之间形成的狭槽13的多个线圈1。定子芯15由背轭部14和6个齿2构成。

在图2中，在6个齿2上，以卷绕着V1相的线圈1的齿2a为基准，沿顺时针分别标注附图标记2b、2c、2d、2e、2f。6个即多个齿2分别具有从磁轭部即背轭部14向转子30侧突出的基部4，该基部4在朝向转子30侧的方向的末端具有末端部3。末端部3形成了从基部4向周向突出的凸缘部。另外，末端部3的周向上的两端的一方与和末端部3的周向上的两端的一方相邻的齿2的末端部3的周向上的两端的另一方在周向上的间隔都相等。6个即多个齿2的末端部3的周向上的宽度都相等。需要说明的是，也可以是，末端部3的周向侧面是与基部4的周向侧面连续相连的面，凸缘部不从基部4突出。

以图2的背轭部14和齿2的形状由厚度0.35mm的电磁钢板冲裁出的片状的多个定子芯在旋转轴方向层叠而构成定子芯15。片状的多个定子芯彼此由粘接剂在旋转轴方向上粘接固定。片状的多个定子芯的旋转轴方向上的固定也可以是利用铆接的固定、利用激光焊接等的固定。

另外，定子芯15除了可以由电磁钢板制造之外，还可以由一块大块磁性体、压粉铁芯等制造。在本实施方式中，片状的定子芯是背轭部14和齿2成为一体地由电磁钢板冲裁而成的。需要说明的是，片状的定子芯也可以是背轭部14按每个齿2在周向分离地冲裁而成的单齿芯。另外，还可以是背轭部14按每个齿2在与旋转轴垂直的面内能旋转的结构的定子芯15。

线圈1的个数是3相的各相各为2个的共计6个。6个线圈1分别以卷绕于每个齿2的集中卷绕方式在6个齿2上各卷绕1个。经由未图示的绝缘件而在齿2上以预先确定的匝数卷绕圆线的导线即磁导线而形成线圈1。线圈1在卷绕于齿2上后被实施上漆处理，固定于齿2。线圈1的相在图2的剖面中从基准的齿2a沿逆时针按照V1、W1、U2、V2、W2、U1的顺序排列。在此，在相同方向的电流流过线圈1的情况下，在线圈1产生的电磁场方向在径向成为彼此相同的方向。结果，同相的线圈1配置于180°旋转对称的位置。例如，U1和U2相的线圈1配置于相向的位置。另外，多个线圈1包括通有1个相的电流的2个即多个相线圈U1和U2、V1和V2以及W1和W2，通有1个相的电流的多个相线圈即U1和U2、V1和V2以及W1和W2分别串联连接。在相同相的线圈数多的情况等下，只要是各相的电阻相同的结构，也可以不是串联而是并联连接、串联并联混合等。

需要说明的是，线圈1的配置也可以根据磁极的数量和狭槽的数量的组合而与本实施方式的线圈1的配置不同。另外，线圈1的导线的剖面形状不限于圆线的剖面形状，也可以是扁线等不同的剖面形状。另外，关于线圈1的导线的材质，在本实施方式中采用铜，但也可以是铝等材质。

转子30具有轴5和兼作转子芯的配置于轴5外周的4极的圆筒型的永久磁铁6。也就是说，转子30具有多个磁极。在转子30中，永久磁铁6的极性以极性交替不同的方式在周向排列。在图2中，“N”表示永久磁铁6的靠定子20侧的表面的磁极所具有的N极的极性，“S”表示永久磁铁6的靠定子20侧的表面的磁极所具有的S极的极性。因此，旋转电机100成为表面磁铁型旋转电机即SPM电机(Surface Permanent Magnet Motor，表面永磁电机)。转子30通过轴承17而旋转支撑于内框架11、外框架12和定子20。在本实施方式中，永久磁铁6的材质是铁氧体磁铁。

需要说明的是，转子30也可以是永久磁铁6埋入转子芯内的埋入磁铁型即IPM电机(Interior Permanent Magnet Motor，内永磁电机)的转子。另外，转子30还可以是内置着磁场绕线的转子、感应电机即IM(Induction Motor，感应电动机)的转子等其他方式的转子。在本实施方式的旋转电机100中，永久磁铁6的材质是铁氧体磁铁，但也可以是钕烧结磁铁等其他硬磁性材料。

旋转电机100的磁极的数量是4个，狭槽13的数量即齿2的数量是6个。也就是说，旋转电机100的磁结构是4极6槽的结构。另外，旋转电机100的磁结构是将2极3槽的结构在周向反复2次的结构。也就是说，旋转电机100的磁结构是在周向即旋转方向上2次旋转对称的结构。

在定子20的与旋转轴垂直的剖面中，将通过齿2的周向的中心和轴5的旋转轴的直线作为齿中心轴线，将多个齿2中相邻的齿2的齿中心轴线彼此所成的角度作为齿倾角α1、α2、α3。齿倾角α1是齿2f和2a的齿中心轴线彼此、以及齿2a和2b的齿中心轴线彼此所成的角度。齿倾角α2是齿2b和2c的齿中心轴线彼此、以及齿2f和2e的齿中心轴线彼此所成的角度。齿倾角α3是齿2c和2d的齿中心轴线彼此、以及齿2e和2d的齿中心轴线彼此所成的角度。齿倾角分别为α1＝64°、α2＝60°、α3＝56°。

另外，多个磁极的数量即4个和多个齿2的数量即6个的最大公约数为2。在定子20的与旋转轴垂直的剖面中，齿倾角α1在顺时针方向或逆时针方向连续2个，2个是从用该最大公约数2除多个齿的数量即6而得的值3减去1而得到的值的个数。另外，同样地，齿倾角α3在顺时针方向或逆时针方向连续2个。并且，在顺时针方向或逆时针方向连续的2个齿倾角α1彼此相等。另外，在顺时针方向或逆时针方向连续的2个齿倾角α3彼此相等。

通过该结构，流过构成磁力单位的齿2f、2a、2b的磁通、以及流过齿2c、2d、2e的磁通的分布在磁力单位内在周向上为等间隔，所以，能抑制在磁力单位内在周向上不均匀的分布所导致的转矩脉动等。

在卷绕着U1、V1、W1相的线圈1的2次旋转对称的一方的周向上连续的3个齿2a、2b、2f中，将卷绕着V1相的线圈1的齿2a的齿中心轴线作为基准7。齿倾角从基准7向顺时针方向和逆时针方向分别变小。

因此，将最大的齿倾角α1作为第一齿倾角α1。此时，随着从第一齿倾角α1分别朝向顺时针方向和逆时针方向前进，齿倾角α2、α3中的至少1个齿倾角变得比第一齿倾角α1小。将该齿倾角作为第二齿倾角。

齿2a到2f的基部4的周向上的宽度都相等。因此，形成于相邻的齿2之间的狭槽13的与旋转轴垂直的剖面的剖面积也从基准7朝向顺时针方向和逆时针方向变小。另外，以集中卷绕的方式卷绕于齿2上的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积在齿2的周向两侧是均匀的。因此，U2、V2、W2相的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积比U1、V1、W1相的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积小。另外，U1、V1、W1相的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积彼此相等，U2、V2、W2相的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积彼此相等。

因此，将在与第一齿倾角α1相对应的相邻的齿2a和2b以及齿2a和2f之间形成的狭槽13配置的U1、V1、W1相的线圈1作为第一线圈1a。另外，将在与第二齿倾角α3相对应的相邻的齿2c和2d以及齿2d和2e之间形成的狭槽13配置的U2、V2、W2相的线圈1作为第二线圈1b。在与齿倾角α2相对应的相邻的齿2b和2c以及齿2e和2f之间形成的狭槽13，分别配置有第一线圈1a和第二线圈1b。第二线圈1b的与旋转轴垂直的剖面的剖面积比第一线圈1a的与旋转轴垂直的剖面的剖面积小。

另外，各线圈1的匝数彼此相等。因此，相应于线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积的大小，导线的与旋转轴垂直的剖面的剖面积也变小。也就是说，多个线圈1分别具有卷绕于齿2上的导线，第二线圈1b的导线的与旋转轴垂直的剖面的剖面积比第一线圈1a的导线的与旋转轴垂直的剖面的剖面积小。另外，导线的线径也同样相应于与线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积的大小地变小。

在此，假定线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积占装配有各线圈1的狭槽13的剖面积的比例即线圈占空系数相同。需要说明的是，在图2的剖面中，线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积相对于基准7为左右对称。在这样的结构中，U1、V1、W1相的线圈1即第一线圈1a的电阻比U2、V2、W2相的线圈1即第二线圈1b的电阻小。同相的线圈1彼此即U1和U2相的线圈1串联连接，V1和V2相的线圈1串联连接，W1和W2相的线圈1串联连接。因此，各相的线圈1的电阻即U相的线圈1的电阻、V相的线圈1的电阻和W相的线圈1的电阻彼此相等。另外，流过各相的电流也以相同大小施加于线圈1，所以，在第一线圈1a产生的U1、V1、W1相的铜损耗比在第二线圈1b产生的U2、V2、W2相的铜损耗小。换言之，在图2中，在定子20的径向上部的大约一半的第一线圈1a产生的铜损耗比在定子20的径向下部的大约一半的第二线圈1b产生的铜损耗小。

另外，由于流过各相的线圈1的电流为相同大小，所以，能抑制因电流的大小不均所产生的转矩脉动。

另外，齿2的周向上的宽度都相等，各狭槽13中的线圈1的线圈占空系数也相等。因此，定子20的所有线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积的总和，与齿倾角α1、α2、α3都相等的结构时的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积的总和相等。由此，在施加于线圈1的电流相同的情况下，在线圈1产生的铜损耗的总和与齿倾角α1、α2、α3都相等的结构时在线圈1产生的铜损耗的总和相等。也就是说，齿倾角α1、α2、α3在周向偏置而总和相同，从而会不改变在线圈1产生的铜损耗的总和地使在线圈1产生的铜损耗在周向分布。

另外，齿2为齿倾角α1、α2、α3变化的结构，但仅齿2的基部4在周向偏置。因此，末端部3的周向上的两端的一方与和末端部3的周向上的两端的一方相邻的齿2的末端部3的周向上的两端的另一方在周向上的间隔都相等。另外，6个齿2的末端部3的周向上的宽度都相等。

通过采用这样的结构，能够防止末端部3随着齿2的基部4在周向的偏置而偏置，从而能够防止旋转电机100的磁结构的反复被破坏而产生磁不均衡。另外，能够防止由该磁不均衡而导致转矩脉动增加等旋转电机100的特性降低的产生。在图2中，作为齿2偏置的基准的齿2a的末端部和位于与齿2a相向的位置的齿2d的末端部，相对于各自的齿中心轴线为左右对称。另一方面，其他齿2b、2c、2e、2f的末端部相对于各自的齿中心轴线为左右非对称。

需要说明的是，在转矩脉动等的影响少的旋转电机的用途中，末端部3也可以随着齿在周向偏置而不像本实施方式那样只有齿2偏置。

需要说明的是，在背轭部14在相邻的齿2之间的周向位置分离地冲裁而成的单齿芯的情况下，也可以将定子20的径向下侧的单齿芯的材质改变为铁损耗比其他单齿芯的材质大的等级的材质。在此情况下，旋转电机100自身的效率降低一些。另一方面，若温度上升在容许范围内，则通过单齿芯的材质的改变而能实现成本削减。

以下，对用于旋转电机100的冷却的冷却装置进行说明。图3是本实施方式的冷却装置的立体图。在图3中，在使用本实施方式的旋转电机100的情况下，在定子20的外周面设置冷却装置40。冷却装置40具有配置于定子20的外周面的内框架11和设置于内框架11的外周面的外框架12。在配置于定子20的外周面的内框架11的外周面，设有供作为制冷剂的冷却水通过的槽。外框架12设置于内框架11的外周面。在内框架11和外框架12的对接面设置有未图示的O型密封圈等以防止冷却水漏出。在内框架11的槽与外框架12的内周面之间形成有制冷剂的流路9。在外框架12的径向的下部设有供冷却水从外部流入并向流路9流出的入口8。在外框架12的径向的上部设有供冷却水从流路9流入并向外部排出的出口10。由此，冷却水从旋转电机100的径向下部的入口8流入，然后从入口8流过向内框架11的周向两侧分开的曲折的流路9。然后，冷却水一边从固定着定子20的内框架11吸收热一边从旋转电机100的径向上部的出口10流出。

在本实施方式中，如图2那样，在旋转电机100上安装冷却装置40。也就是说，冷却装置40的冷却水的入口8配置于与产生的铜损耗大的线圈1即第二线圈1b相同的周向位置。也就是说，第二冷却部42对第二线圈1b进行冷却，该第二冷却部42是处于从冷却装置40的冷却水的入口8到与第二线圈1b的周向位置相同的周向位置为止的范围内的由双点划线所包围的部分。冷却装置40的冷却水的出口10配置于与产生的铜损耗比第二线圈1b小的线圈1即第一线圈1a相同的周向位置。也就是说，第一冷却部41对第一线圈1a进行冷却，该第一冷却部41是处于从冷却装置40的冷却水的出口10到与第一线圈1a的周向位置相同的周向位置为止的范围内的由双点划线所包围的部分。

通过这样的结构，产生的铜损耗大的第二线圈1b的周向位置配置于冷却装置40的冷却性能高的入口8的周向位置。因此，能够使旋转电机100的铜损耗与冷却装置40的冷却性能的周向分布相应地在周向分布。也就是说，冷却装置40具有冷却第一线圈1a的第一冷却部41和冷却第二线圈1b的第二冷却部42。第二冷却部42的冷却性能比第一冷却部41的冷却性能高。

另外，通过上述那样的结构，旋转电机100能够从位于一方部位的第二线圈1b朝向位于另一方部位的第一线圈1a，使定子20的铜损耗在与旋转电机100的旋转轴垂直的剖面内沿周向的一方向即顺时针和另一方向即逆时针分布。由此，与齿倾角都相等而铜损耗在周向不具有分布的旋转电机相比，能够高效地进行冷却，能够抑制旋转电机100的温度上升。另外，旋转电机100的铜损耗的总和与齿倾角都相等的旋转电机的铜损耗的总和相同。因此，不会产生旋转电机100的效率降低。由此，能够在维持旋转电机100的效率的状态下抑制旋转电机100在局部温度上升。因此，能够抑制如下情况：旋转电机100的特性局部受限，为了改善散热性而增加旋转电机100的体积。也就是，通过调整齿倾角而使线圈剖面积产生不同，所以，无需改变定子外径。并且，能够抑制旋转电机100的设计自由度受限。

需要说明的是，在本实施方式中，对1个冷却装置40的冷却性能存在分布的情况进行了说明，但也可以将冷却性能分别不同的多个冷却装置配置于定子20的外周。图4是本实施方式的旋转电机的变型例的与旋转轴方向垂直的剖视图。在图4中，旋转电机100a具有冷却第一线圈1a的第一冷却装置40a和冷却第二线圈1a的第二冷却装置40b。第一冷却装置40a处于与卷绕于齿2a的1个第一线圈1a的周向位置相同的周向位置的范围。第二冷却装置40b处于从冷却装置40的冷却水的入口8到与卷绕于齿2d的1个第二线圈1b的周向位置相同的周向位置为止的范围。第二冷却装置40b的冷却性能比第一冷却装置40a的冷却性能高。

旋转电机100a的铜损耗的分布由齿2的基部4在周向偏置的量来决定。因此，旋转电机100a的铜损耗的分布通过调整齿2的基部4在周向偏向的量而被设计成为能由所使用的冷却装置40、40a、40b的冷却性能的分布吸收的分布。

本实施方式的冷却装置40、40a、40b的配置成为冷却装置40、40a、40b设置于定子20的外周面的配置。另一方面，在除了本实施方式的冷却装置40、40a、40b之外还有油在旋转电机100、100a的内部循环来进行冷却的油冷的冷却方式的情况下，在旋转电机100、100a的内部的径向下部等重力方向设有储油槽。因此，旋转电机100、100a的径向下部的冷却性能提高。因此，在旋转电机100、100a的径向下部的冷却性能进一步提高的情况下，优选增加齿2的基部4在周向偏向的量、即增加齿倾角α1、α2、α3彼此的差量而使旋转电机100、100a的铜损耗的分布进一步偏向径向下部。

需要说明的是，冷却装置40、40a、40b的周向的范围无需与第一线圈1a和第二线圈1b的周向的范围一致。例如，只要第一冷却部41或第一冷却装置40a的周向中央部位于第一线圈1a的周向中央部附近即可，第一冷却部41或第一冷却装置40a的周向范围也可以不同于第一线圈1a的周向范围。在本实施方式中，设有供作为制冷剂的冷却水通过的槽，但也可以不是槽而是大空间。另外，作为冷却装置40、40a、40b的冷却方式，对利用油、水的水冷方式进行了说明，但也可以是空冷方式。空冷方式可以是利用风扇等的送风的强制空冷、采用空气的对流的自然空冷。在此情况下，根据送风量之差、翅片的大小等，冷却能力有大有小。

另外，旋转电机100、100a的损耗分布不限于铜损耗的分布，也可以是包括定子20的铁损耗、杂散损耗在内的分布。

在此，对本实施方式的导线的绕线方法进行说明。在本实施方式的旋转电机100、100a的定子20的线圈1中，卷绕有线径不同的导线。也就是说，第二线圈1b的线径比第一线圈1a的线径小。另一方面，通过改变卷绕时施加于导线的张力即拉力，能够调整导线的伸长而使导线的线径变化。由此，通过改变施加于导线的拉力，能够将导线的剖面积改变大约10％左右。因此，在设定大约10％左右的差地分布的情况下，可以改变施加于导线的拉力来改变导线的剖面积。该方法由于能够采用线径的规格相同的导线，因此其优点在于无需准备多个线径的导线的方面、以及在绕线工序中不更换成线径不同的导线就能够改变线径。尤其是，根据后者的优点，能够连续卷绕同相的线圈1来减少导线的接线部位。而且，无需绕线机的大幅调整，不使包括绕线工序在内的定子20的制作工序复杂就能够制作定子20。

另外，在定子芯15采用单齿芯的情况下，若采用在绕线后将各线圈1的引出线引出到线圈1的相同的旋转轴方向侧并由接线板或焊接等来进行接线的方法，则易于对不同线径的导线进行接线。在想要大幅改变用于单齿芯的导线的线径的情况下，上述的接线方法是有效的制造方法。

另外，还存在并列捆扎导线来卷绕的并列卷的方法来代替改变导线的线径。该并列卷的方法是并列连接2根线径小的细导线并将其作为1根导线来卷绕以代替卷绕1根线径大的粗导线的方法。在该方法的情况下，需要使2根细导线的总剖面积和1根粗导线的剖面积相等而将2根细导线的电阻和1根粗导线的电阻设定为相同大小。在用2根细导线卷绕的情况下，与用1根粗导线卷绕时相比，导线的弯曲半径小，所以，易于进行绕线作业。因此，具有各狭槽13中的线圈1的线圈占空系数提高、能够减小线圈1的电阻等优点。另一方面，在2根细导线的总剖面积和1根粗导线的剖面积相等的影响下，有时各狭槽13中的线圈1的线圈占空系数降低，所以，需要综合性地进行判断。

实施方式2.

图5是用于实施本发明的实施方式2的旋转电机的与旋转轴方向垂直的剖视图。本实施方式的旋转电机100b的结构在以下所述的方面与实施方式1不同。在图5中，磁极的数量是6个，狭槽13的数量是9个。在图5中，在9个齿2上，从卷绕着V1相的线圈1的齿2a的齿中心轴线的基准7沿顺时针分别标记附图标记2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h、2i。并且，分别卷绕于齿2a到2i的9个线圈1的相在图5的剖面中从作为基准7的齿2a沿逆时针按照V1、W1、U2、V2、W2、U3、V3、W3、U1的顺序排列。也就是说，本实施方式的旋转电机100b是将与实施方式1相同的2个磁极和3个狭槽的组在周向反复3次的结构。线圈1的相由U1、V1、W1的第一组线圈1的相、U2、V2、W2的第二组线圈1的相、以及U3、V3、W3的第三组线圈1的相构成。由此，旋转电机100b的磁结构是在周向即旋转方向上3次旋转对称的结构。

将多个齿2中相邻的齿2的齿中心轴线彼此所成的角度作为齿倾角α1、α2、α3。齿倾角α1是齿2i和2a的齿中心轴线彼此、以及齿2a和2b的齿中心轴线彼此所成的角度。齿倾角α2是齿2b和2c的齿中心轴线彼此、以及齿2h和2i的齿中心轴线彼此所成的角度。齿倾角α3是齿2c和2d的齿中心轴线彼此、齿2d和2e的齿中心轴线彼此、齿2e和2f的齿中心轴线彼此、齿2f和2g的齿中心轴线彼此、以及齿2g和2h的齿中心轴线彼此所成的角度。齿倾角分别为α1＝44°、α2＝41°、α3＝38°。

齿倾角从基准7朝向顺时针方向和逆时针方向分别变小。因此，将最大的齿倾角α1作为第一齿倾角α1。此时，随着从第一齿倾角α1分别朝向顺时针方向和逆时针方向前进，齿倾角α2、α3中的至少1个齿倾角变得比第一齿倾角α1小。将该齿倾角作为第二齿倾角。

另外，多个磁极的数量即6个和多个齿2的数量即9个的最大公约数为3。在定子20的与旋转轴垂直的剖面中，齿倾角α1在顺时针方向或逆时针方向连续2个，2个是从用该最大公约数3除多个齿的数量即9而得的值3减去1而得到的值的个数。并且，在顺时针方向或逆时针方向连续的2个齿倾角α1彼此相等。

齿2a到2i的周向上的宽度都相等。因此，形成于相邻的齿2之间的狭槽13的与旋转轴垂直的剖面的剖面积也随着从基准7朝向顺时针方向和逆时针方向前进而变小。另外，第二组U2、V2、W2相和第三组U3、V3、W3相的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积比第一组U1、V1、W1相的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积小。另外，第一组U1、V1、W1相的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积彼此相等。第二组U2、V2、W2相和第三组U3、V3、W3相的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积彼此相等。

在本实施方式的旋转电机100b中，线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积相对于基准7为左右对称。将在与第一齿倾角α1相对应的相邻的齿2a和2b以及齿2a和2i之间形成的狭槽13配置的第一组U1、V1、W1相的线圈1作为第一线圈1a。另外，将在与第二齿倾角α3相对应的相邻的齿2c和2d、齿2d和2e、齿2e和2f、齿2f和2g以及齿2g和2h之间形成的狭槽13配置的第二组U2、V2、W2相和第三组U3、V3、W3相的线圈1作为第二线圈1b。在与齿倾角α2相对应的相邻的齿2b和2c以及齿2h和2i之间形成的狭槽13分别配置有第一线圈1a和第二线圈1b。

第二线圈1b的与旋转轴垂直的剖面的剖面积比第一线圈1a的与旋转轴垂直的剖面的剖面积小。

另外，各线圈1的匝数彼此相等。因此，相应于线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积的大小，导线的与旋转轴垂直的剖面的剖面积也变小。也就是说，多个线圈1分别具有卷绕于齿2的导线，第二线圈1b的导线的与旋转轴垂直的剖面的剖面积比第一线圈1a的导线的与旋转轴垂直的剖面的剖面积小。另外，导线的线径也同样地相应于线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积的大小地变小。

第一组U1、V1、W1相的线圈1即第一线圈1a的电阻比第二组U2、V2、W2相的线圈1和第三组U3、V3、W3相的线圈1即第二线圈1b的电阻小。由此，在本实施方式的旋转电机100b中，位于旋转电机100b的径向上部的大约三分之一的周向范围的第一线圈1a的铜损耗，比旋转电机100b的径向下部的大约三分之二的第二线圈1b的铜损耗小。

第二冷却部42a对第二线圈1b进行冷却，该第二冷却部42a是处于从冷却装置40c的冷却水的入口8到与第二线圈1b的周向位置相同的周向位置为止的范围的由双点划线所包围的部分。冷却装置40c的冷却水的出口10配置于与产生的铜损耗比第二线圈1b小的线圈1即第一线圈1a相同的周向位置。也就是说，第一冷却部41a对第一线圈1a进行冷却，该第一冷却部41是处于从冷却装置40c的冷却水的出口10到与第一线圈1a的周向位置相同的周向位置为止的范围的由双点划线所包围的部分。

通过这样的结构，产生的铜损耗大的第二线圈1b的周向位置配置于冷却装置40c的冷却性能高的入口8的周向位置。因此，能够使旋转电机100的铜损耗与冷却装置40c的冷却性能的周向分布相应地在周向分布。也就是说，冷却装置40c具有冷却第一线圈1a的第一冷却部41a和冷却第二线圈1b的第二冷却部42a。第二冷却部42a的冷却性能比第一冷却部41a的冷却性能高。

因此，在冷却装置40c中，处于旋转电机100b的径向上部的大约三分之一的周向范围的第一冷却部41a的冷却性能低，处于旋转电机100b的径向下部的大约三分之二的周向范围的第二冷却部42a的冷却性能高，从而能够高效地冷却。

通过这样的结构，通过与冷却装置40c的冷却性能的分布的周向的比例相应地改变齿倾角α1、α2、α3，能够得到与实施方式1同样的效果。

实施方式3.

图6是与用于实施本发明的实施方式3的旋转电机的旋转轴方向垂直的剖视图。本实施方式的旋转电机100c的结构在以下所述的方面与实施方式2不同。在本实施方式的旋转电机100c中，在图6中，将位于齿2b和2c之间的U1相的线圈1和W3相的线圈1的交界线作为基准7。另外，第一线圈1a为第一组U1、V1、W1相和第三组U3、V3、W3相的线圈1。第二线圈1b为第二组U2、V2、W2相的线圈1。

以下，对本实施方式的旋转电机100c的具体的结构进行说明。齿倾角α1是齿2i和2a的齿中心轴线彼此、齿2a和2b的齿中心轴线彼此、齿2b和2c的齿中心轴线彼此、齿2c和2d的齿中心轴线彼此、以及齿2d和2e的齿中心轴线彼此所成的角度。齿倾角α2是齿2e和2f的齿中心轴线彼此、以及齿2h和2i的齿中心轴线彼此所成的角度。齿倾角α3是齿2f和2g的齿中心轴线彼此、以及齿2g和2h的齿中心轴线彼此所成的角度。齿倾角分别为α1＝42°、α2＝39°、α3＝36°。

齿倾角从基准7朝向顺时针方向和逆时针方向分别变小。因此，将最大的齿倾角α1作为第一齿倾角α1。此时，随着从第一齿倾角α1分别朝向顺时针方向和逆时针方向前进，齿倾角α2、α3中的至少1个齿倾角变得比第一齿倾角α1小。将该齿倾角作为第二齿倾角。

另外，多个磁极的数量即6个和多个齿2的数量即9个的最大公约数为3。在定子20的与旋转轴垂直的剖面中，齿倾角α3在顺时针方向或逆时针方向连续2个，2个是从用该最大公约数3除多个齿的数量即9而得的值3减去1而得到的值的个数。并且，在顺时针方向或逆时针方向连续的2个齿倾角α3彼此相等。

齿2a到2i的周向上的宽度都相等。因此，形成于相邻的齿2之间的狭槽13的与旋转轴垂直的剖面的剖面积，也从基准7朝向顺时针方向和逆时针方向变小。另外，第二组U2、V2、W2相的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积，比第一组U1、V1、W1相和第三组U3、V3、W3相的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积小。另外，第二组U2、V2、W2相的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积彼此相等，第一组U1、V1、W1相和第三组U3、V3、W3相的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积彼此相等。

在本实施方式的旋转电机100c中，线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积相对于基准7为左右对称。将在与第一齿倾角α1相对应的相邻的齿2i和2a、齿2a和2b、齿2b和2c、齿2c和2d以及齿2d和2e之间形成的狭槽13配置的第一组U1、V1、W1相和第三组U3、V3、W3相的线圈1作为第一线圈1a。另外，将在与第二齿倾角α3相对应的相邻的齿2f和2g以及齿2g和2h之间形成的狭槽13配置的第二组U2、V2、W2相的线圈1作为第二线圈1b。在与齿倾角α2相对应的相邻的齿2e和2f以及齿2h和2i之间形成的狭槽13分别配置第一线圈1a和第二线圈1b。第二线圈1b的与旋转轴垂直的剖面的剖面积，比第一线圈1a的与旋转轴垂直的剖面的剖面积小。

第一组U1、V1、W1相的线圈1和第三组U3、V3、W3相的线圈1即第一线圈1a的电阻比第二组U2、V2、W2相的线圈1即第二线圈1b的电阻小。由此，在本实施方式的旋转电机100c中，位于旋转电机100c的径向上部的大约三分之二的周向范围的第一线圈1a的铜损耗，比旋转电机100c的径向下部的大约三分之一的第二线圈1b的铜损耗小。

第二冷却部42b对第二线圈1b进行冷却，该第二冷却部42b是处于从冷却装置40d的冷却水的入口8到与第二线圈1b的周向位置相同的周向位置为止的范围的由双点划线所包围的部分。冷却装置40d的冷却水的出口10配置于与产生的铜损耗比第二线圈1b小的线圈1即第一线圈1a相同的周向位置。也就是说，第一冷却部41b对第一线圈1a进行冷却，该第一冷却部41b是处于从冷却装置40d的冷却水的出口10到与第一线圈1a的周向位置相同的周向位置为止的范围的由双点划线所包围的部分。

通过这样的结构，产生的铜损耗大的第二线圈1b的周向位置配置于冷却装置40d的冷却性能高的入口8的周向位置。因此，能够使旋转电机100的铜损耗与冷却装置40d的冷却性能的周向分布相应地在周向分布。也就是说，冷却装置40d具有冷却第一线圈1a的第一冷却部41b和冷却第二线圈1b的第二冷却部42b。第二冷却部42b的冷却性能比第一冷却部41b的冷却性能高。

因此，在冷却装置40d中，处于旋转电机100b的径向上部的大约三分之一的周向范围的第一冷却部41b的冷却性能低，旋转电机100b的径向下部的大约三分之二的周向范围的第二冷却部42b的冷却性能高，从而能够高效地冷却。通过这样的结构，通过与冷却装置40d的冷却性能的分布的周向比例相应地改变齿倾角α1、α2、α3，能够得到与实施方式1同样的效果。

需要说明的是，在旋转电机100b的磁结构为实施方式2、3那样在周向3次旋转对称的结构的情况下，第一、第二、第三组的相的线圈1中的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积能进行多种组合。例如存在如下两种组合：第一组的相的线圈1中的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积比第二、第三组的相的线圈1中的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积大；第一、第三组的相的线圈1中的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积比第二组的相的线圈1中的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积大。

另一方面，在实施方式1中，只有一种组合，即，第一组U1、V1、W1相的线圈1中的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积比第二组U2、V2、W2相的线圈1中的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积大。另外，剖面积的组合也可以根据磁极的数量和狭槽的数量而采用与旋转轴垂直的剖面的剖面积比第一线圈1a和第二线圈1b小的第三线圈。而且，还可以采用与旋转轴垂直的剖面的剖面积比第三线圈小的第四线圈。这样，能够多样性地设定剖面积的大小、相同剖面积的线圈1的数量等。

实施方式4.

图7是用于实施本发明的实施方式4的旋转电机的与旋转轴方向垂直的剖视图。本实施方式的旋转电机100d的结构在以下所述的方面与实施方式1不同。在本实施方式的旋转电机100d中，在图7中，齿2是与齿倾角α1、α2、α3的变化相应地使齿2的基部4和末端部3在周向偏置。另外，6个齿2的末端部3的周向上的宽度都相等。

因此，末端部3的周向上的两端的一方与和末端部3的周向上的两端的一方相邻的齿2的末端部3的周向上的两端的另一方在周向上的间隔，在旋转电机100d的一部分不同。也就是说，齿2b的末端部3的周向上的两端的一方与和齿2b相邻的齿2c的末端部3的周向上的两端的另一方在周向上的间隔，比齿2a的末端部3的周向上的两端的一方与和齿2a相邻的齿2b的末端部3的周向上的两端的另一方在周向上的间隔小。另外，齿2c的末端部3的周向上的两端的一方与和齿2c相邻的齿2d的末端部3的周向上的两端的另一方在周向上的间隔，比齿2b的末端部3的周向上的两端的一方与和齿2b相邻的齿2c的末端部3的周向上的两端的另一方在周向上的间隔小。并且，在本实施方式的旋转电机100d中，末端部3的周向上的两端的一方与和末端部3的周向上的两端的一方相邻的齿2的末端部3的周向上的两端的另一方在周向上的间隔相对于基准7为左右对称。

另外，作为各自不同的零部件的背轭部14和齿2a到2f一体化而构成定子芯15a。各齿2的末端部3相对于各齿2a到2f的齿中心轴线为左右对称。因此，能够通过调节齿2a到2f相对于背轭部14的周向位置来制作定子芯15a。由此，能够采用相同形状的齿2来制作定子芯15a。因此，在本实施方式的旋转电机100d中，能够减少从电磁钢板冲裁定子芯15a时所采用的模具的个数，能够实现模具的成本的削减。

实施方式5.

图8是用于实施本发明的实施方式5的旋转电机的与旋转轴方向垂直的剖视图。本实施方式的旋转电机100e的结构在以下所述的方面与实施方式1不同。在本实施方式的旋转电机100e中，在图8中，线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积相对于基准7为左右非对称。也就是说，齿倾角α11是齿2f和2a的齿中心轴线彼此所成的角度。齿倾角α12是齿2e和2f的齿中心轴线彼此所成的角度。齿倾角α13是齿2d和2e的齿中心轴线彼此所成的角度。齿倾角α21是齿2a和2b的齿中心轴线彼此所成的角度。齿倾角α22是齿2b和2c的齿中心轴线彼此所成的角度。齿倾角α23是齿2c和2d的齿中心轴线彼此所成的角度。齿倾角分别为α11＝62°、α12＝60°、α13＝58°、α21＝63°、α22＝60°、α23＝57°。

齿倾角从基准7朝向顺时针方向和逆时针方向分别变小。因此，将最大的齿倾角α21作为第一齿倾角α21。此时，随着从第一齿倾角α21分别朝向顺时针方向和逆时针方向前进，齿倾角α11、α12、α13、α22、α23中的至少1个齿倾角变得比第一齿倾角α21小。将该齿倾角作为第二齿倾角。

U1、V1、W1、U2、V2、W2相的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积彼此不同。也就是说，U1相的线圈1即第三线圈1c的与旋转轴垂直的剖面的剖面积，比V1相的线圈1即第一线圈1a的与旋转轴垂直的剖面的剖面积小。W2相的线圈1即第四线圈1d的与旋转轴垂直的剖面的剖面积，比U1相的线圈1即第三线圈1c的与旋转轴垂直的剖面的剖面积小。V2相的线圈1即第二线圈1b的与旋转轴垂直的剖面的剖面积，比W2相的线圈1即第四线圈1d的与旋转轴垂直的剖面的剖面积小。W1相的线圈1即第五线圈1e的与旋转轴垂直的剖面的剖面积，比V1的相的线圈1即第一线圈1a的与旋转轴垂直的剖面的剖面积小。U2相的线圈1即第六线圈1f的与旋转轴垂直的剖面的剖面积，比W1相的线圈1即第五线圈1e的与旋转轴垂直的剖面的剖面积小。V2相的线圈1即第二线圈1b的与旋转轴垂直的剖面的剖面积，比U2相的线圈1即第六线圈1f的与旋转轴垂直的剖面的剖面积小。W1相的线圈1即第五线圈1e的与旋转轴垂直的剖面的剖面积，比U1相的线圈1即第三线圈1c的与旋转轴垂直的剖面的剖面积小。W2相的线圈1即第四线圈1d的与旋转轴垂直的剖面的剖面积，比U2相的线圈1即第六线圈1f的与旋转轴垂直的剖面的剖面积小。由此，V2相的线圈1即第二线圈1b的与旋转轴垂直的剖面的剖面积，比V1相的线圈1即第一线圈1a的与旋转轴垂直的剖面的剖面积小。

因此，在与第一齿倾角α21相对应的相邻的齿2a和2b之间形成的狭槽13，配置有V1相的线圈1即第一线圈1a和U1相的线圈即第三线圈1c。在与齿倾角α22相对应的相邻的齿2b和2c之间形成的狭槽13，配置有U1相的线圈1即第三线圈1c和W2相的线圈1即第四线圈1d。在与第二齿倾角α23相对应的相邻的齿2c和2d之间形成的狭槽13，配置有W2相的线圈1即第四线圈1d和V2相的线圈1即第二线圈1b。在与齿倾角α11相对应的相邻的齿2a和2f之间形成的狭槽13，配置有V1相的线圈1即第一线圈1a和W1相的线圈1即第五线圈1e。在与齿倾角α12相对应的相邻的齿2f和2e之间形成的狭槽13，配置有W1相的线圈1即第五线圈1e和U2相的线圈1即第六线圈1f。在与齿倾角α13相对应的相邻的齿2e和2d之间形成的狭槽13，配置有U2相的线圈1即第六线圈1f和V2相的线圈1即第二线圈1b。

另外，各线圈1的匝数彼此相等。因此，相应于线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积的大小，导线的与旋转轴垂直的剖面的剖面积也变小。也就是说，多个线圈1分别具有卷绕于齿2的导线，第二线圈1b的导线的与旋转轴垂直的剖面的剖面积，比第一线圈1a的导线的与旋转轴垂直的剖面的剖面积小。另外，导线的线径也同样地相应于线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积的大小地变小。

在此，假定线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积占装配着各线圈1的狭槽13的比例即线圈占空系数相同。因此，在图8的剖面中，线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积相对于基准7为左右非对称。在这样的结构中，U1相的线圈1即第三线圈1c的电阻比V1相的线圈1即第一线圈1a的电阻大。W2相的线圈1即第四线圈1d的电阻比U1相的线圈1即第三线圈1c的电阻大。V2相的线圈1即第二线圈1b的电阻比W2相的线圈1即第四线圈1d的电阻大。W1相的线圈1即第五线圈1e的电阻比V1相的线圈1即第一线圈1a的电阻大。U2相的线圈1即第六线圈1f的电阻比W1相的线圈1即第五线圈1e的电阻大。V2相的线圈1即第二线圈1b的电阻比U2相的线圈1即第六线圈1f的电阻大。W1相的线圈1即第五线圈1e的电阻比U1相的线圈1即第三线圈1c的电阻大。W2相的线圈1即第四线圈1d的电阻比U2相的线圈1即第六线圈1f的电阻大。由此，V2相的线圈1即第二线圈1b的电阻比V1相的线圈1即第一线圈1a的电阻大。

另外，同相的线圈1即U1和U2、V1和V2以及W1和W2分别串联连接。另一方面，有时各相的线圈1的电阻彼此并不相等。另外，各相的电流也以相同大小施加于线圈1，所以，在第一线圈1a到第六线圈1f产生的铜损耗为与线圈电阻的大小关系同样的大小关系。换言之，在图8中，随着线圈1的剖面积变小即线圈1的电阻变大，在线圈1产生的铜损耗变大。

另外，齿2的周向上的宽度都相等，各狭槽13中的线圈1的线圈占空系数也相等。因此，定子20的所有线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积的总和，与齿倾角α11、α12、α13、α21、α22、α23都相等的结构时的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积的总和相等。由此，在施加于线圈1的电流相同的情况下，在线圈1产生的铜损耗的总和与齿倾角α11、α12、α13、α21、α22、α23都相等的结构时在线圈1产生的铜损耗的总和相等。也就是说，齿倾角α11、α12、α13、α21、α22、α23在周向偏置而总和相同，从而会不改变在线圈1产生的铜损耗的总和地使在线圈1产生的铜损耗在周向分布。

以下，对用于本实施方式的旋转电机100e的冷却的冷却装置进行说明。在图8的本实施方式的旋转电机100e的冷却装置40e中，在外框架12的外周处的齿2c和2d的周向之间，设有供冷却水从外部流入并向流路9流出的入口8a。在外框架12的外周处的齿2a和2b的周向之间，设有供冷却水从流路9流入并向外部排出的出口10a。

在本实施方式中，如图8那样，冷却装置40e的冷却水的入口8a配置于齿2c和2d的周向之间、即产生的铜损耗最大的V2相的线圈1即第二线圈1b和W2相的线圈1即第四线圈1d的周向之间。也就是说，第二冷却部42c对V2相的线圈1即第二线圈1b和W2相的线圈1即第四线圈1d进行冷却，该第二冷却部42c是处于从冷却装置40e的冷却水的入口8a到与第二线圈1b和第四线圈1d的周向位置相同的周向位置为止的范围的由双点划线所包围的部分。冷却装置40e的冷却水的出口10a配置于齿2a和2b的周向之间、即产生的铜损耗最小的V1相的线圈1即第一线圈1a和U1相的线圈1即第三线圈1c的周向之间。也就是说，第一冷却部41c对V1相的线圈1即第一线圈1a和U1相的线圈1即第三线圈1c进行冷却，该第一冷却部41c是处于从冷却装置40e的冷却水的出口10a到与第一线圈1a和第三线圈1c的周向位置相同的周向位置为止的范围的由双点划线所包围的部分。

通过这样的结构，包括产生的铜损耗最大的第二线圈1b的齿倾角α23配置于冷却装置40e的冷却性能高的入口8a的周向位置。包括产生的铜损耗最小的第一线圈1a的齿倾角α21配置于冷却装置40e的冷却性能低的出口10a的周向位置。因此，能够使旋转电机100e的铜损耗与冷却装置40e的冷却性能的周向分布相应地在周向分布。也就是说，冷却装置40e具有冷却第一线圈1a的第一冷却部41c和冷却第二线圈1b的第二冷却部42c。第二冷却部42c的冷却性能比第一冷却部41c的冷却性能高。另一方面，冷却装置40e的冷却性能相对于基准7为左右非对称。也就是说，从入口8a沿逆时针朝向出口10a的周向范围的冷却装置40e的冷却性能比从入口8a沿顺时针朝向出口10a的周向范围的冷却装置40e的冷却性能高。因此，冷却装置40e能够与旋转电机100e的铜损耗分布相应地高效地冷却旋转电机100e。

实施方式6.

图9是与用于实施本发明的实施方式6的旋转电机的旋转轴方向垂直的剖视图。本实施方式的旋转电机100f的结构在以下所述的方面与实施方式1不同。在本实施方式的旋转电机100f中，在图9中，磁极的数量是10个，狭槽13的数量是12个。在图9中，将位于齿2a和2b之间的+V1相的线圈1和-V1相的线圈1的交界线作为基准7。在12个齿2上，从卷绕着+V1相的线圈1的齿2a的齿中心轴线沿顺时针分别标注附图标记2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h、2i、2j、2k、2m。并且，分别卷绕于齿2a到2m的12个线圈1的相在图9的剖面中从齿2a沿顺时针按照+V1、-V1、-U1、+U1、+W2、-W2、-V2、+V2、+U2、-U2、-W1、+W1的顺序排列。其中，“+”和“-”表示线圈1的彼此不同的卷绕极性(日文：巻極性)，意味着在相同方向的电流流过线圈1的情况下在线圈1产生的电磁场方向是在径向彼此相反。也就是说，本实施方式的旋转电机100f是将5个磁极和6个狭槽的组以磁极的极性颠倒的方式在周向反复2次的结构。线圈1的相由-W1、+W1、+V1、-V1、-U1、+U1的第一组线圈1的相和+W2、-W2、-V2、+V2、+U2、-U2的第二组线圈1的相构成。由此，旋转电机100f的磁结构是在周向即旋转方向上2次旋转反对称的结构。

将多个齿2中相邻的齿2的齿中心轴线彼此所成的角度作为齿倾角α1、α2、α3。齿倾角α1是齿2k和2m的齿中心轴线彼此、齿2m和2a的齿中心轴线彼此、齿2a和2b的齿中心轴线彼此、齿2b和2c的齿中心轴线彼此、以及齿2c和2d的齿中心轴线彼此所成的角度。齿倾角α2是齿2d和2e的齿中心轴线彼此、以及齿2j和2k的齿中心轴线彼此所成的角度。齿倾角α3是齿2e和2f的齿中心轴线彼此、齿2f和2g的齿中心轴线彼此、齿2g和2h的齿中心轴线彼此、齿2h和2i的齿中心轴线彼此、以及齿2i和2j的齿中心轴线彼此所成的角度。齿倾角分别为α1＝32°、α2＝30°、α3＝28°。

齿倾角从基准7朝向顺时针方向和逆时针方向分别变小。因此，将最大的齿倾角α1作为第一齿倾角α1。此时，随着从第一齿倾角α1分别朝向顺时针方向和逆时针方向前进，齿倾角α2、α3中的至少1个齿倾角变得比第一齿倾角α1小。将该齿倾角作为第二齿倾角。

另外，多个磁极的数量即10个和多个齿2的数量即12个的最大公约数为2。在与旋转轴垂直的定子20的剖面中，齿倾角α1在顺时针方向或逆时针方向连续5个，5个是从用该最大公约数2除多个齿的数量即12而得的值6减去1而得到的值的个数。并且，在顺时针方向或逆时针方向连续的5个齿倾角α1彼此相等。另外，在与旋转轴垂直的定子20的剖面中，齿倾角α3在顺时针方向或逆时针方向连续5个，5个是从用该最大公约数2除多个齿的数量即12而得的值6减去1而得到的值的个数。并且，在顺时针方向或逆时针方向连续的5个齿倾角α3彼此相等。

齿2a到2m的周向上的宽度都相等。因此，形成于相邻的齿2之间的狭槽13的与旋转轴垂直的剖面的剖面积，也随着从基准7朝向顺时针方向和逆时针方向前进而变小。也就是说，第二组+W2、-W2、-V2、+V2、+U2、-U2相的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积，比第一组-W1、+W1、+V1、-V1、-U1、+U1相的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积小。另外，第一组-W1、+W1、+V1、-V1、-U1、+U1相的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积彼此相等。第二组+W2、-W2、-V2、+V2、+U2、-U2相的线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积彼此相等。

另外，齿2为齿倾角α1、α2、α3变化的结构，但仅齿2的基部4在周向偏向。因此，末端部3的周向上的两端的一方与和末端部3的周向上的两端的一方相邻的齿2的末端部3的周向上的两端的另一方在周向上的间隔都相等。另外，12个齿2的末端部3的周向上的宽度都相等。

在本实施方式的旋转电机100f中，线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积相对于基准7为左右对称。将在与第一齿倾角α1相对应的相邻的齿2k和2m、齿2m和2a、齿2a和2b、齿2b和2c以及齿2c和2d之间形成的狭槽13配置的第一组-W1、+W1、+V1、-V1、-U1、+U1相的线圈1作为第一线圈1a。另外，将在与第二齿倾角α3相对应的相邻的齿2e和2f、齿2f和2g、齿2g和2h、齿2h和2i以及齿2i和2j之间形成的狭槽13配置的第二组+W2、-W2、-V2、+V2、+U2、-U2相的线圈1作为第二线圈1b。在与齿倾角α2相对应的相邻的齿2d和2e以及齿2j和2k之间形成的狭槽13分别配置第一线圈1a和第二线圈1b。第二线圈1b的与旋转轴垂直的剖面的剖面积，比第一线圈1a的与旋转轴垂直的剖面的剖面积小。

另外，各线圈1的匝数彼此相等。因此，相应于线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积的大小，导线的与旋转轴垂直的剖面的剖面积也变小。也就是说，多个线圈1分别具有卷绕于齿2的导线，第二线圈1b的导线的与旋转轴垂直的剖面的剖面积，比第一线圈1a的导线的与旋转轴垂直的剖面的剖面积小。另外，导线的线径也同样地相应于线圈1的与旋转轴垂直的剖面的剖面积的大小地变小。

第一组-W1、+W1、+V1、-V1、-U1、+U1相的线圈1即第一线圈1a的电阻比第二组+W2、-W2、-V2、+V2、+U2、-U2相的线圈1即第二线圈1b的电阻小。由此，在本实施方式的旋转电机100f中，位于旋转电机100f的径向上部的大约二分之一的周向范围的第一线圈1a的铜损耗，比旋转电机100f的径向下部的大约二分之一的第二线圈1b的铜损耗小。

第二冷却部42d对第二线圈1b进行冷却，该第二冷却部42d是处于从冷却装置40f的冷却水的入口8到与第二线圈1b的周向位置相同的周向位置为止的范围的由双点划线所包围的部分。冷却装置40f的冷却水的出口10配置于与产生的铜损耗比第二线圈1b小的线圈1即第一线圈1a相同的周向位置。也就是说，第一冷却部41d对第一线圈1a进行冷却，该第一冷却部41d是处于从冷却装置40f的冷却水的出口10到与第一线圈1a的周向位置相同的周向位置为止的范围的由双点划线所包围的部分。

通过这样的结构，产生的铜损耗大的第二线圈1b的周向位置配置于冷却装置40f的冷却性能高的入口8的周向位置。因此，能够使旋转电机100的铜损耗与冷却装置40f的冷却性能的周向分布相应地在周向分布。也就是说，冷却装置40f具有冷却第一线圈1a的第一冷却部41d和冷却第二线圈1b的第二冷却部42d。第二冷却部42d的冷却性能比第一冷却部41d的冷却性能高。

因此，在冷却装置40f中，处于旋转电机100f的径向上部的大约二分之一的周向范围的第一冷却部41d的冷却性能低，处于旋转电机100f的径向下部的大约二分之一的周向范围的第二冷却部42d的冷却性能高，从而能够高效地冷却。通过这样的结构，通过与冷却装置40f的冷却性能的分布的周向比例相应地改变齿倾角α1、α2、α3，能够得到与实施方式1同样的效果。

需要说明的是，在图9中，齿2d和2e的末端部3相对于各自的齿中心轴线为左右非对称，但也可以是左右对称。例如，在图9的结构中，可以仅使其他齿的末端部3在周向旋转地偏置，从而末端部3相对于齿中心轴线的非对称性变小。在此情况下，末端部3从齿2向周向一方和另一方突出的长度之差变小。因此，具有易于在齿2上卷绕线圈1等优点。

不限于本实施方式那样使5个磁极和6个狭槽的组的极性以颠倒的方式反复的结构，也可以是使7个磁极和6个狭槽的组、11个磁极和12个狭槽的组的极性以颠倒的方式反复的结构。即使由这样的奇数个磁极的结构，也能起到与本实施方式同样的效果。另外，还能是10个磁极和12个狭槽的组反复而不使极性颠倒的结构。

【附图标记说明】

1线圈、1a第一线圈、1b第二线圈、1c第三线圈、1d第四线圈、1e第五线圈、1f第六线圈、2、2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h、2i、2j、2k、2m齿、3末端部、4基部、5轴、6永久磁铁、7基准、8、8a入口、9流路、10、10a出口、11内框架、12外框架、13狭槽、14背轭部、15、15a定子芯、16托架、17轴承、20、20a、20b、20c、20d、20e定子、30、30a、30b、30c转子、40、40c、40d、40e、40f冷却装置、40a第一冷却装置、40b第二冷却装置、41、41a、41b、41c、41d第一冷却部、42、42a、42b、42c、42d第二冷却部、100、100a、100b、100c、100d、100e、100f旋转电机。

Claims (17)

1.一种旋转电机，具有转子、定子和冷却线圈的冷却装置，所述转子以旋转轴为中心自由旋转地被支撑，所述定子具有与所述转子同轴配置的环状的磁轭部、从所述磁轭部向所述转子侧突出并在周向排列配置的多个齿、以及收纳于在相邻的所述齿之间形成的狭槽的多个所述线圈；其中，

在所述定子的与所述旋转轴垂直的剖面中，在将通过所述齿的周向的中心和所述旋转轴的直线作为齿中心轴线、将所述多个齿中相邻的所述齿的所述齿中心轴线彼此所成的角度作为齿倾角、将最大的所述齿倾角作为第一齿倾角时，

随着从所述第一齿倾角分别朝向顺时针方向和逆时针方向前进，所述齿倾角中的至少1个齿倾角变小，将该齿倾角作为第二齿倾角时，

将在与所述第一齿倾角相对应的相邻的齿之间形成的所述狭槽处配置的线圈作为第一线圈、将在与所述第二齿倾角相对应的相邻的齿之间形成的所述狭槽处配置的线圈作为第二线圈时，

所述第二线圈的与所述旋转轴垂直的剖面的剖面积比所述第一线圈的与所述旋转轴垂直的剖面的剖面积小，

所述冷却装置的冷却性能沿周向分布，

所述冷却装置的冷却所述第二线圈的部分的冷却性能比所述冷却装置的冷却所述第一线圈的部分的冷却性能高。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，

所述冷却装置具有冷却所述第一线圈的第一冷却部和冷却所述第二线圈的第二冷却部；

所述第二冷却部的冷却性能比所述第一冷却部的冷却性能高。

3.一种旋转电机，具有转子、定子、冷却线圈的第一冷却装置和第二冷却装置，所述转子以旋转轴为中心自由旋转地被支撑，所述定子具有与所述转子同轴配置的环状的磁轭部、从所述磁轭部向所述转子侧突出并在周向排列配置的多个齿、以及收纳于在相邻的所述齿之间形成的狭槽的多个所述线圈；其中，

在所述定子的与所述旋转轴垂直的剖面中，在将通过所述齿的周向的中心和所述旋转轴的直线作为齿中心轴线、将所述多个齿中相邻的所述齿的所述齿中心轴线彼此所成的角度作为齿倾角、将最大的所述齿倾角作为第一齿倾角时，

随着从所述第一齿倾角分别朝向顺时针方向和逆时针方向前进，所述齿倾角中的至少1个齿倾角变小，将该齿倾角作为第二齿倾角时，

将在与所述第一齿倾角相对应的相邻的齿之间形成的所述狭槽处配置的线圈作为第一线圈、将在与所述第二齿倾角相对应的相邻的齿之间形成的所述狭槽处配置的线圈作为第二线圈时，

所述第二线圈的与所述旋转轴垂直的剖面的剖面积比所述第一线圈的与所述旋转轴垂直的剖面的剖面积小，

所述第一冷却装置冷却所述第一线圈；

所述第二冷却装置冷却所述第二线圈；

所述第二冷却装置的冷却性能比所述第一冷却装置的冷却性能高。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转电机，其中，

所述多个线圈分别具有卷绕于所述齿的导线；

所述第二线圈的所述导线的与所述旋转轴垂直的剖面的剖面积，比所述第一线圈的所述导线的与所述旋转轴垂直的剖面的剖面积小。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转电机，其中，

所述多个线圈具有供1个相的电流通过的多个相线圈；

供1个相的所述电流通过的所述多个相线圈串联连接。

6.根据权利要求4所述的旋转电机，其中，

所述多个线圈具有供1个相的电流通过的多个相线圈；

供1个相的所述电流通过的所述多个相线圈串联连接。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转电机，其中，

所述多个线圈具有供1个相的电流通过的多个相线圈；

供1个相的所述电流通过的所述多个相线圈并联连接。

8.根据权利要求4所述的旋转电机，其中，

所述多个线圈具有供1个相的电流通过的多个相线圈；

供1个相的所述电流通过的所述多个相线圈并联连接。

9.根据权利要求1至3、6、8中任一项所述的旋转电机，其中，

所述转子具有多个磁极；

在所述定子的与所述旋转轴垂直的剖面中，在顺时针方向或逆时针方向连续从用所述多个磁极的数量和所述多个齿的数量的最大公约数除所述多个齿的数量而得的值减去1而得到的值的个数的齿倾角彼此相等。

10.根据权利要求4所述的旋转电机，其中，

所述转子具有多个磁极；

在所述定子的与所述旋转轴垂直的剖面中，在顺时针方向或逆时针方向连续从用所述多个磁极的数量和所述多个齿的数量的最大公约数除所述多个齿的数量而得的值减去1而得到的值的个数的齿倾角彼此相等。

11.根据权利要求5所述的旋转电机，其中，

所述转子具有多个磁极；

在所述定子的与所述旋转轴垂直的剖面中，在顺时针方向或逆时针方向连续从用所述多个磁极的数量和所述多个齿的数量的最大公约数除所述多个齿的数量而得的值减去1而得到的值的个数的齿倾角彼此相等。

12.根据权利要求7所述的旋转电机，其中，

所述转子具有多个磁极；

在所述定子的与所述旋转轴垂直的剖面中，在顺时针方向或逆时针方向连续从用所述多个磁极的数量和所述多个齿的数量的最大公约数除所述多个齿的数量而得的值减去1而得到的值的个数的齿倾角彼此相等。

13.根据权利要求3、6、8、10至12任一项所述的旋转电机，其中，

所述多个齿分别具有基部，该基部从所述磁轭部向所述转子侧突出，在朝向所述转子侧的方向的末端具有末端部；

所述末端部的周向上的两端的一方与和所述末端部的周向上的两端的一方相邻的齿的末端部的周向上的两端的另一方在周向上的间隔都相等；

所述多个齿的所述末端部的周向上的宽度都相等。

14.根据权利要求4所述的旋转电机，其中，

所述多个齿分别具有基部，该基部从所述磁轭部向所述转子侧突出，在朝向所述转子侧的方向的末端具有末端部；

所述末端部的周向上的两端的一方与和所述末端部的周向上的两端的一方相邻的齿的末端部的周向上的两端的另一方在周向上的间隔都相等；

所述多个齿的所述末端部的周向上的宽度都相等。

15.根据权利要求5所述的旋转电机，其中，

所述多个齿分别具有基部，该基部从所述磁轭部向所述转子侧突出，在朝向所述转子侧的方向的末端具有末端部；

所述末端部的周向上的两端的一方与和所述末端部的周向上的两端的一方相邻的齿的末端部的周向上的两端的另一方在周向上的间隔都相等；

所述多个齿的所述末端部的周向上的宽度都相等。

16.根据权利要求7所述的旋转电机，其中，

所述多个齿分别具有基部，该基部从所述磁轭部向所述转子侧突出，在朝向所述转子侧的方向的末端具有末端部；

所述末端部的周向上的两端的一方与和所述末端部的周向上的两端的一方相邻的齿的末端部的周向上的两端的另一方在周向上的间隔都相等；

所述多个齿的所述末端部的周向上的宽度都相等。

17.根据权利要求9所述的旋转电机，其中，

所述多个齿分别具有基部，该基部从所述磁轭部向所述转子侧突出，在朝向所述转子侧的方向的末端具有末端部；

所述末端部的周向上的两端的一方与和所述末端部的周向上的两端的一方相邻的齿的末端部的周向上的两端的另一方在周向上的间隔都相等；

所述多个齿的所述末端部的周向上的宽度都相等。

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