CN115885454A - 定子及旋转电机、以及电动轮子及车辆 - Google Patents

Abstract

为了提高转矩密度，旋转电机(100)具备定子(101)和设为相对于轴心(C)旋转自如的转子(102)，线圈的截面形状大致呈长方形的相线圈(120G)以构成多个层的方式在槽(110)内的径向上配置成一列，一个相线圈(120G)跨越在周向上连续地配置三个以上的一组槽(110)而卷装，具备仅配置有多个相线圈(120G)中的同相的组合的线圈的同相槽(111)和仅配置有相位不同的两个组合的相线圈(120G)的异相槽(112)，在沿周向连续地排列两个以上的同相槽(111)的两旁配置有一个异相槽(112)。

Description

定子及旋转电机、以及电动轮子及车辆

技术领域

本发明涉及定子及旋转电机、以及电动轮子及车辆。

背景技术

伴随车辆等的电动化的发展，旋转电机的小型化、轻量化的要求变高。因此，进一步要求旋转电机的转矩密度的提高。旋转电机的转矩密度由旋转电机的转矩与旋转电机的质量的商表示。也就是说，在实现旋转电机的高转矩化的同时，旋转电机的轻量化是必须的。一般而言，旋转电机的绕线方式有集中绕组和分布绕组这两种。比较二者时，集中绕组能够减少线圈端部的重量，因此可以说适于轻量化。

即，关于适于轻量化的集中绕组，关键在于进一步提高其绕线系数。在集中绕组的情况下，作为能够提高转矩的技术，已知有集中绕组/分数槽构造。该集中绕组/分数槽构造的特征在于，具有在周向上连续地配置有同一相的线圈的构造。

若采用该集中绕组/分数槽构造，想要进一步提高旋转电机的转矩密度，则线圈的发热成为新的课题。这是因为：为了实现高转矩密度化，小型化了的旋转电机的定子槽变窄，线圈的电阻增加，最终线圈的发热增加。

从而为了与旋转电机的轻量化相配地提高转矩密度，不可避免地减少线圈的电阻。因此，期望收纳在定子的槽内的线圈的占空系数较高。

一般的集中绕组的线圈的卷装构造是在一个齿卷绕一个线圈而成的构造。一直以来，已知，在集中绕组中提高占空系数的方案之一使用方线。例如，在专利文献1中示出如下构造：在定子的齿的前端设有沿径向延伸且能够折弯的突起部，当在定子齿收纳线圈之后，使位于齿的前端的突起部变形而向周向折弯。通过该构造，线圈在装入于定子之前能够独立地卷装。通过该方法，能够将线圈以紧密地卷装的状态完成，之后将其装入于定子。因此，能够提高制造线圈时的容易度，并且能够实现线圈占空系数的提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5537964号

发明内容

发明所要解决的课题

然而，如专利文献1所记载，伴随芯部的变形而制造出的定子在变形部处的磁特性恶化。转矩因磁特性恶化而减少，并且芯部铁损增加，从而抵消提高线圈占空系数的效果。虽然通过线圈占空系数的提高，能够得到减少铜损的效果，但为了补偿因磁特性的恶化而减少了的转矩的量，需要追加电流。这是因为，铜损增加，芯部铁损也增加。这样一来，有抵消最初目标的减少铜损的效果的担忧。并且，在一个齿卷绕一个线圈的现有的绕线构造中，在槽内产生以下的课题，因此难以提高占空系数。

其一为，由于在同一槽内在周向上排列不同的线圈，所以在线圈间产生空隙。通常，在卷装集中绕组的线圈时使用绕线喷嘴。因此，在槽内需要供绕线喷嘴的前端通过的间隙。如上述的专利文献1所记载，在独立地卷绕线圈之后将线圈插入于定子的方法中，能够缩小线圈间的空隙。

但是，为了提高线圈的组装性而使用线轴，若在线轴卷装线圈，则与线轴的体积相应地线圈的占空系数降低。或者，在不使用线轴的情况下，线圈的组装性恶化。因此，需要确保用于防止在将线圈插入于齿的工序中与其它线圈接触的空隙。其结果，在任一现有技术中，当考虑通过自动化来量产定子时，都需要在线圈间设置空隙，或者需要线轴，从而有线圈的占空系数与此相应地降低的课题。

其二为，为了使异相的线圈彼此绝缘，在线圈间需要进行追加的绝缘。定子通常有三相(U相、V相、W相)的线圈，在各相中，电流和施加电压的相位不同。定子槽存在仅同相的线圈进入的槽(以下称作同相槽)和异相的线圈一起进入的槽(以下称作异相槽)。

在异相槽内的异相线圈间产生较大的电位差。因此，线圈的绝缘设计由异相槽内的绝缘性能决定。在现有技术的集中绕组的构造中，由于异相槽内的异相线圈在周向上排列，所以在周向上需要较厚的绝缘。在现有技术的绝缘方法中，一般为在异相线圈间夹持绝缘纸等绝缘体的方法、增厚线圈的绝缘覆膜的方法、或者确保充足的空间距离的方法等。

在电压差变高的异相线圈间夹持绝缘纸的情况除了需要绝缘纸的厚度之外，还需要用于插入绝缘纸的空隙。并且，在增厚线圈的绝缘覆膜的情况下，线圈的绝缘覆膜整体的厚度增加。因此，线圈与定子的齿间的绝缘、旋转电机的径向的绝缘覆膜的厚度也变厚。其结果，为了在异相槽得到充足的绝缘性，槽的空间用于旋转电机的周向的绝缘、空隙，因此有线圈的占空系数降低的课题。

本发明的目的在于消除槽内的相线圈间的不必要的空隙。另外，即使在异相槽，也使周向的绝缘为最小限度。并且，提高旋转电机的线圈占空系数，而且实现旋转电机的转矩密度的提高。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明的旋转电机具备：定子芯，其在周向上具有多个槽；定子，其具备至少两个以上的相线圈，上述相线圈由配置于上述槽的每个槽的导体槽部、在线圈端部将上述导体槽部相连的导体跨接部以及引出部构成；转子，其与上述定子的槽开口部对置并配置为旋转自如，上述旋转电机的特征在于，上述相线圈跨越在周向上连续地排列三个以上的一组上述槽而卷装，上述槽是在其内部包含一个上述相线圈的同相槽和包含相位不同的两个上述相线圈的异相槽的任一个，上述导体槽部在上述槽内的径向上配置为一列而构成多个层，所有上述槽的上述层的总数相同，(1)在沿周向放置一个的上述同相槽的两旁分别配置一个上述异相槽，或者，(2)在沿周向连续地排列两个以上的上述同相槽的两旁分别配置一个上述异相槽，上述相线圈的截面形状大致呈长方形。

发明的效果如下。

在本发明中，没有周向上的相线圈间的不必要的空隙。并且，在异相槽中，异相线圈仅在旋转电机的径向上排列，因此不需要用于得到周向的绝缘性的绝缘纸、空隙。另外，即使为了得到多个异相线圈间的绝缘性而增厚绝缘覆膜，周向的绝缘体的体积例如也能够为现有技术的集中绕组的一半左右。因此，与现有技术相比，能够提高线圈的占空系数。并且，能够简化相线圈的布局。

附图说明

图1是实施例1的具有内转型转子的旋转电机的剖视图。

图2是实施例1的变形例的具有外转型转子的旋转电机的剖视图。

图3是实施例1的旋转电机的定子槽的局部剖视图。

图4A是实施例1(层为四层且同相槽为一个，相线圈在异相槽内交替配置)的旋转电机的定子的局部接线图。

图4B是实施例1的变形例(引出线的取出方向设定为与实施例1相反的一侧)的旋转电机的定子的局部接线图。

图5A是实施例1的变形例(层为四层且同相槽为连续两个)的旋转电机的定子的局部接线图。

图5B是实施例1的变形例(层为三层且同相槽为连续两个，相线圈在异相槽内交替配置)的旋转电机的定子的局部接线图。

图5C是实施例1的变形例(层为四层且同相槽为连续两个，相线圈在异相槽内连续配置)的旋转电机的定子的局部接线图。

图5D是实施例1的变形例(层为两层且同相槽为连续两个)的旋转电机的定子的局部接线图。

图5E是实施例1的变形例的流动于异相槽的线圈的电流和由此产生的磁通的概念说明图。

图5F是实施例1的变形例的流动于异相槽的线圈的电流和由此产生的磁通的概念说明图。

图6是现有技术的旋转电机的定子槽的局部剖视图。

图7是实施例2的具有分割定子的旋转电机的定子的局部剖视图。

图8是实施例2的分割定子的局部剖视图。

图9是实施例3的旋转电机的定子的局部接线图。

图10是本发明的实施例3和变形例的旋转电机的定子的局部剖视图。

图11A是实施例3的旋转电机的线圈的局部放大图。

图11B是实施例3的变形例的旋转电机的线圈的局部放大图。

图12A是实施例3的从薄板冲裁成形出的线圈的折回前的俯视图。

图12B是示出将实施例3的从薄板冲裁成形出的线圈折回一次后的状态的俯视图。

图12C是示出将实施例3的从薄板冲裁成形出的线圈折回两次后的状态的俯视图。

图13是实施例3的变形例的旋转电机的定子的局部接线图。

图14A是具有折回部的实施例3的变形例的旋转电机的线圈的局部放大图。

图14B是具有连接部的实施例3的变形例的旋转电机的线圈的局部放大图。

图15是实施例3的变形例的从薄板冲裁成形出的折回前的线圈的俯视图。

图16是实施例4的电动轮子的截面的概念图。

图17是实施例5的铁道车辆的概念图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细地对本发明进行说明。本发明不限定于以下的实施例的具体方式。

本实施方式的定子主要将分数槽的集中绕线作为对象。分数槽是指每极每相的槽数为分数。也就是说，定子的槽的数量N与定子的相数Q及定子的极数P之比不是整数的情况。即，每极每数槽数为N/(Q·P)＝k+(n/m)(k、n、m为整数，(n/m)为既约分数)。此时，每一个相线圈的同相槽的数量为n－1。因此，每一个定子的同相槽数的合计为N·(n－1)/n。

例如，极数小于50的情况下的定子的极数和槽数、以及每一个相线圈的同相槽的数量(在括弧内示出)的组合为8：9(2)、10：9(2)、10：12(1)、14：12(1)、14：15(4)、14：18(2)、16：15(4)、16：18(2)16：21(6)、20：18(2)、20：21(6)、20：24(1)、20：27(8)、22：18(2)、22：21(6)、22：24(3)、22：27(8)、22：30(4)、24：27(2)、26：21(6)、26：24(3)、26：27(8)、26：30(4)、26：33(10)、26：36(5)、28：24(1)、28：27(8)、28：30(4)、28：33(10)、28：36(2)、28：39(12)、30：27(2)、30：36(1)、32：27(8)、32：30(4)、32：33(10)、32：36(2)、32：39(12)、32：42(6)、32：45(14)、34：27(8)、34：30(4)、34：33(10)、34：36(5)、34：39(12)、34：42(6)、34：45(14)、34：48(7)、38：30(4)、38：33(10)、38：36(5)、38：39(12)、38：42(6)、38：45

(14)、38：48(7)、38：51(16)、38：54(8)、40：33(10)、40：36(2)、40：39(12)、40：42(6)、40：45(2)、40：48(1)、40：51(16)、40：54

(8)、40：57(18)、42：36(1)、42：45(4)、42：54(2)、44：36(2)、44：39(12)、44：42(6)、44：45(14)、44：48(3)、44：51(16)、44：54(8)、44：57(18)、44：60(4)、44：63(20)、46：36(5)、46：39(12)、46：42(6)、46：45(14)、46：48(7)、46：51(16)、46：54(8)、46：57

(18)、46：60(9)、46：63(20)、46：66(10)、48：45(4)、48：54(2)、48：63(6)。

极数为50～70的情况下的组合为50：39(12)、50：42(6)、50：45(2)、50：48(7)、50：51(16)、50：54(8)、50：57(18)、50：60(1)、50：63

(20)、50：66(10)、50：69(22)、50：72(11)、52：42(6)、52：54(14)、52：48(3)、52：51(16)、52：54(8)、52：57(18)、52：60(4)、52：63

(20)、52：66(10)、52：69(22)、52：72(5)、52：75(24)、56：45(14)、56：48(1)、56：51(16)、56：54(8)、56：57(18)、56：60(4)、56：63

(2)、56：66(10)、56：69(22)、56：72(2)、56：75(24)、56：78(12)、56：81(26)、58：45(14)、58：48(7)、58：51(16)、58：54(8)、58：57(18)、58：60(9)、58：63(20)、58：66(10)、58：69(22)、58：72

(11)、58：75(24)、58：78(12)、58：81(26)、58：84(13)、60：54(2)、60：63(6)、60：72(1)、60：81(8)、62：48(7)、62：51(16)、62：54

(8)、62：57(18)、62：60(9)、62：63(20)、62：66(10)、62：69(22)、62：72(11)、62：75(24)、62：78(12)、62：81(26)、62：84(13)、62：87(28)、62：90(14)、64：51(16)、64：54(8)、64：57(18)、64：60

(4)、64：63(20)、64：66(10)、64：69(22)、64：72(2)、64：75(24)、64：78(12)、64：81(26)、64：84(6)、64：87(28)、64：90(14)、64：93：(30)、66：54(2)、66：63(6)、66：72(3)、66：81(8)、66：90(4)、68：54(8)、68：57(18)、68：60(4)、68：63(20)、68：66(10)、68：69(22)、68：72(5)、68：75(24)、68：78(12)、68：81(26)、68：84

(6)、68：87(28)、68：90(14)、68：93(30)、68：96(7)、68：99(32)。

极数小于70～80的情况下的组合为70：54(8)、70：57(18)、70：60

(1)、70：63(2)、70：66(10)、70：69(22)。70：72(11)、70：75(4)、70：78(12)、70：81(26)、70：84(1)、70：87(28)、70：90(2)、70：93(30)、70：96(15)、70：99(32)、70：102(16)、72：81(2)、74：57

(18)、74：60(9)、74：63(20)、74：66(10)、74：69(22)、74：72(11)、74：75(24)74：78(12)、74：81(26)、74：84(13)、74：87(28)、74：90(14)、74：93(30)、74：96(15)、74：99(32)、74：102(16)、74：105

(34)、74：108(17)、76：60(4)、76：63(20)、76：66(10)、76：69(22)、76：72(5)、76：75(24)、76：78(12)、76：81(26)、76：84(6)、76：87(28)、76：90(14)、76：93(30)、76：96(7)、76：99(32)、76：102

(16)、76：105(34)、76：108(8)、76：111(36)、78：63(6)、78：72

(3)、78：81(8)、78：90(4)、78：99(10)、78：108(5)。

极数小于80～90且槽数为120以下的情况下的组合为80：63(20)、80：66(10)、80：69(22)、80：72(2)、80：75(4)、80：78(12)、80：81(26)、80：84(6)、80：87(28)、80：90(2)、80：93(30)、80：96(1)、80：99

(32)、80：102(16)、80：105(6)、80：108(8)、80：111(36)、80：114

(18)、80：117(38)、82：63(20)、82：66(10)、82：69(22)、82：72

(11)、82：75(24)、82：78(12)、82：81(26)、82：84(13)、82：87(28)、82：90(14)、82：93(30)、82：96(15)、82：99(32)、82：102(16)、82：105(34)、82：108(17)、82：111(36)、82：114(18)、82：117(38)、82：120(19)、84：72(1)、84：81(8)、84：90(4)、84：99(10)、84：108

(2)、84：117(12)、86：66(10)、86：69(22)、86：72(11)、86：75(24)：86：78(12)、86：81(26)、86：84(13)、86：87(28)、86：90(14)、86：93(30)、86：96(15)、86：99(32)、86：102(16)、86：105(34)、86：108(17)、86：111(36)、86：114(18)、86：117(38)、86：120(19)、88：69(22)、88：72(2)、88：75(24)、88：78(12)、88：81(26)、88：84

(6)、88：87(28)、88：90(14)、88：93(30)、88：96(3)、88：99(2)、88：102(16)、88：105(34)、88：108(8)、88：111(36)、88：114(18)、88：117(38)、88：120(4)。

极数小于90～100且槽数为120以下的情况下的组合为90：81(2)、90：108(1)、92：72(5)、92：75(24)、92：78(12)、92：81(26)、92：84

(6)、92：87(28)、92：90(14)、92：93(30)、92：96(7)、92：99(32)、92：102(16)、92：105(34)、92：108(8)、92：111(36)、92：114(18)、92：117(38)、92：120(9)、94：72(11)、94：75(24)、94：78(12)、94：81(26)、94：84(13)、94：87(28)、94：90(14)、94：93(30)、94：96

(15)、94：99(32)、94：102(16)、94：105(34)、94：108(17)、94：111

(36)、94：114(18)、94：117(38)、94：120(19)、96：81(8)、96：90

(4)、96：99(10)、96：108(2)、96：117(12)、98：75(24)、98：78(12)、98：81(26)、98：84(1)、98：87(28)、98：90(14)、98：93(30)、98：96(15)、98：99(32)、98：102(16)、98：105(4)、98：108(17)、98：111(36)、98：114(18)、98：117(38)、98：120(19)。

极数小于100～110且槽数为120以下的情况下的组合为100：78(12)、100：81(26)、100：84(6)、100：87(28)、100：90(2)、100：93(30)、100：96(7)、100：99(32)、100：102(16)、100：105(6)、100：108(8)、100：111(36)、100：114(18)、100：117(38)、100：120(1)、102：81(8)、102：90(4)、102：99(10)、102：108(5)、102：117(12)、104：81(26)、104：84(6)、104：87(28)、104：90(14)、104：93(30)、104：96(3)、104：99(32)、104：102(16)、104：105(34)、104：108(8)、104：111

(36)、104：114(18)、104：117(2)、104：120(4)、106：81(26)、106：84(13)、106：87(28)、106：90(14)、106：93(30)、106：96(15)、106：99(32)、106：102(16)、106：105(34)、106：108(17)、106：111(36)、106：114(18)、106：117(38)、106：120(19)。

极数为110～120以下且槽数为120以下的情况下的组合为110：84(13)、110：87(28)、110：90(2)、110：93(30)、110：96(15)、110：99(2)、110：102(16)、110：105(6)、110：108(17)、110：111(36)、110：114

(18)、110：117(38)、110：120(3)、112：87(28)、112：90(14)、112：93(30)、112：96(1)、112：99(32)、112：102(16)、112：105(4)、112：108(8)、112：111(36)、112：114(18)、112：117(38)、112：120(4)、114：90(4)、114：99(10)、114：108(5)、114：117(12)、116：90(14)、116：93(30)、116：96(7)、116：99(32)、116：102(16)、116：105(34)、116：108(8)、116：111(36)、116：114(18)、116：117(38)、116：120(9)、118：90(14)、118：93(30)、118：96(15)、118：99(32)、118：102(16)、118：105(34)、118：108(17)、118：111(36)、118：114(18)、118：117(38)、118：120(19)、120：99(10)、120：108(2)、120：117(12)。本发明能够应用于上述的极数、槽数的具体组合。并且，即使在极数或槽数超过120的情况下，也能够将本发明应用于从上述数式得到的组合中的每一个相线圈的同相槽的数量为1以上的组合。

实施例1

图1是实施例1的旋转电机的剖视图。图2是本发明的实施例1的变形例的旋转电机的剖视图。旋转电机100具备定子101和被支撑为能够相对于定子101旋转的转子102。转子102以旋转轴心C为中心旋转。以下，在没有特别说明的情况下，关于“内周侧”“外周侧”之类的术语，分别将离旋转轴心C的距离较近的一侧定义为“内周侧”，将较远的一侧定义为“外周侧”。

并且，“径向R”定义为与旋转轴心C垂直地相交的直线方向，“周向θ”定义为绕旋转轴心C的旋转方向。“轴向Z”定义为与旋转轴心C平行的直线方向。可以在转子102固定有旋转轴(未图示)，并且旋转电机100也可以具备覆盖定子101及转子102的框架(未图示)。

转子102经由旋转轴、框架等构造部件而与负载(未图示)连接，或者直接与负载连接。通过使转子102旋转，来向负载传递旋转和转矩。定子101以及转子102具有相同的中心轴(旋转轴心C)，在定子101与转子102之间设有空隙109，配置为不会相互接触。

此外，在旋转电机100中，转子102可以能够旋转地被支撑在定子101的内周侧，并且转子102也可以能够旋转地被支撑在定子101的外周侧。图1示出转子102能够旋转地被支撑在定子101的内周侧的所谓内转子构造的情况的结构，图2示出转子102能够旋转地被支撑在定子101的外周侧的所谓外转子构造的情况的结构。以下的说明在内转子构造和外转子构造的任一情况下都成立。

转子102具备层叠多片电磁钢板而构成的转子铁芯(未图示)和磁极部(未图示)。转子铁芯也可以由一体成形的实心部件构成。并且，可以是将压粉磁芯等粉末磁性体压缩成形而成的结构，也可以由非晶态金属、纳米晶体材料构成。磁极部例如由转子杆以及端环的导电体构成。转子杆以及端环的材料例如使用铜、铝等。端环将多个转子杆电连接即可，也可以是任何连接方法。

例如，转子杆以及端环也可以一体成形，并且，也可以由不同部件构成转子杆以及端环，通过硬钎焊等方法将它们连接。此外，作为磁极部的构造，举例示出了笼型感应电动机的转子构造，但也可以是利用转子铁芯的突极性的构造、例如开关磁阻马达、同步磁阻马达的磁极部。并且，也可以是在磁极部配置有至少一个以上的永久磁铁(未图示)的表面磁铁型马达、埋入磁铁型马达的磁极部，除此之外，也可以是具有励磁绕组(未图示)的绕组励磁同步马达的磁极部的任一结构。

定子101由层叠多片电磁钢板而构成的定子芯160和卷装于齿170的多个相线圈120G构成。例如在卷装三相的多相线圈的情况下，设置U相、V相、W相的各相线圈。基本上，各相的相位错开120°地配置。但是，例如24极27槽的旋转电机等不限定于此。另外，也能够构成为如U₁相、U₂相、V₁相、V₂相、W₁相、W₂相那样设为六个相线圈，将其槽位置与相位组合。在该情况下，U₁相和U₂相的组串联或并联地连接，V₁相和V₂相的组、W₁相和W₂相的组分别与U相的组相同地连接。另外，也能够构成为如U₁相、U₂相、…、U_a相、V₁相、V₂相、…、V_a相、W₁相、W₂相、…、W_a相那样设为3a个相线圈，将其槽位置与相位组合。

定子芯160由圆环状的背轭180、设于径向的空隙109侧的多个齿170、以及设于齿170间的槽110构成。背轭180与齿170连接。一个相线圈120G以环绕齿170的方式卷装。定子芯160也可以由一体成形的实心部件构成。并且，可以是将压粉磁芯等粉末磁性体压缩成形而成的结构，也可以由非晶态金属、纳米晶体材料构成。

相线圈120G包含配置在槽110之中的导体槽部122和跨越位置不同的槽110间的线圈端部的导体跨接部121。另外，包含引出部123(包括引出线123A、123B)，该引出部123用于从外部电路(未图示)输入电流，并将位置不同的相线圈120G彼此连接。为了使空隙109产生旋转磁场，多个相线圈120G如上所述包含三相的相位不同的线圈。与上述三个相对应的相线圈120G例如错开120°地配置于定子101的周向。在各相线圈120G彼此之间，输入的电流基波成分的相位相互各错开120°，由此使空隙109产生旋转磁场，能够使转子102旋转。此处，作为例子举出了三相线圈，但除此以外，例如在五相线圈等至少具备相位不同的两个以上的相线圈120G的情况下，也能够得到本发明的效果。

相线圈120G的导体是截面大致呈长方形的方线。在本发明中，相线圈120G跨越在周向上连续地排列三个以上的槽的一组槽而卷装。此时，在同一槽内通过的多个导体槽部的电流方向一致。并且，一个槽110内的线圈仅在径向上以一列的状态排列。首先，着重对一个槽110进行说明。

图3示出实施例1的旋转电机的定子所具备的槽的局部剖视图。如该图所示，槽110的线圈插入区域113优选为大致呈长方形形状。图3中，在齿170的齿顶171存在伸出部172。因此，线圈插入区域113成为被相邻的两个齿170、齿的伸出部172以及背轭180包围的区域(参照图3的局部放大图)。

被视为单独的原材料的情况下的线圈120由用于流动电流的线材130和用于将线材130与周围的部件电绝缘的绝缘覆膜140构成。如图3所示，线圈120的包含绝缘覆膜140的截面大致呈长方形，线圈120在槽110内在径向R(参照图1)排列，相互在周向θ(参照图1)上不接触。在图3所示的结构例中，多个线圈120在槽110内构成了一列第一层201、第二层202、第三层203以及第四层204的四个层。

此外，线圈120的角部124可以不是直角，也可以被实施圆弧面(R面)、C面等倒角。尤其是，线材130也可以为了缓和电场集中而被实施圆弧面、C面等倒角。线材130的材料为良导体，例如优选为铜、铝等材料。

并且，绝缘覆膜140优选为电绝缘性优异的材料、例如搪瓷等材料。但是，线圈所使用的材料不限定于上述的具体的材料。尤其是，如果绝缘覆膜140具有将线材130彼此、线材130与定子芯160等材料电绝缘的功能，则也不需要是固定安装于线材130的覆膜物，例如也可以用绝缘带、绝缘纸等来代替。

接下来，详细地对相线圈120G的卷装方式进行说明。图4A示出实施例1的旋转电机的定子的从轴向Z(参照图1)和径向R(参照图1)观察到的局部接线图。由于实际的旋转电机100的定子101大致呈圆柱或圆筒状的形状，所以设为在周向θ上具有有限的曲率的构造，但在图4A及其之后的图中，为了简略地示出本发明的构造，使用了呈直线状地示出周向的示意图。图4A示出在集中绕组/分数槽构造中产生同相的磁场的齿170在周向上排列两个的情况下的U相的接线方式。

图4A中，在各槽110中，四个线圈构成为在径向上形成四个层。在同相槽111中，四个线圈排列成一列。在以下的说明中，也将与放置在槽内的四个线圈的位置对应的径向的四个区域定义为层。与图3相同，在该图中，也按照从离背轭180较近的位置朝向空隙109的顺序定义为第一层201、第二层202、第三层203、第四层204。一个槽所包含的层的级数由线圈的圈数决定。在该图中，作为一例而示出四层的构造，但每个槽的层的级数也可以为两级以上的任何级数。

着重于图4A的(a)的U相的相线圈(以下也称作U相线圈。)。U相线圈的引出线123A从轴向Z(参照图1)的负方向朝正方向延伸，成为异相槽112A内的导体槽部122a，使第一层201向轴向Z的正方向延伸。到达至定子芯160的轴向Z的正侧末端的导体槽部122a经由朝向一个相邻的同相槽111的导体跨接部121a而成为同相槽111内的导体槽部122b。该同相槽111内的导体槽部122b使同相槽111内的第一层201向轴向Z的负方向延伸。

到达至定子芯160的轴向Z的负侧末端的同相槽111内的导体槽部122b进一步经由朝向一个相邻的异相槽112B的导体跨接部121b而成为异相槽112B内的导体槽部122c。此处，由于槽内的导体槽部122c位于第二层202，所以在同相槽111与异相槽112B之间产生一层大小的径向移动。U相线圈在异相槽112B中沿周向折回，经由朝向同相槽111的导体跨接部121c而成为同相槽111内的导体槽部122d。在同相槽111的第二层202，同相槽111内的导体槽部122d向轴向Z的负方向延伸。到达至定子芯160的轴向Z的负侧末端的槽内的导体槽部122d进一步经由朝向一个相邻的异相槽112A的导体跨接部121d而成为异相槽112A内的导体槽部122e。此处，槽内的导体槽部122e移动至第三层203。以下，与一系列的相线圈的缠绕和转弯对应地，重复进行在槽间的跨越和层的移动。最后，从引出线123B被引出至定子101的外部。参照图4A的(b)，能够读出在各槽中U相的线圈的电流方向一致。

此处，仅着重于U相线圈，但其它V相、W相的线圈也与U相线圈相同地卷装于定子101。此时，在异相槽112A和异相槽112B，除了插入U相线圈以外，还插入另一个其它相的线圈。即，存在在一个槽中插入两个相位不同的相线圈的槽。此处，将仅插入同相的线圈的槽表示为同相槽111，将插入相位不同的两个相线圈的槽表示为异相槽112。

在本发明中，线圈一边在轴向Z上曲折一边向相邻的槽跨越(参照图12)，而且以经由同相槽111在异相槽112间沿周向θ往复的方式卷装。此处，线圈可以是图12所示的连成一体的部件，也可以是将在中途分离的线圈要素彼此连接而成的部件。例如，也可以准备导体槽部和导体跨接部作为一体的线圈要素而构成的部件，另外，通过焊接、软钎焊、嵌合、镀覆以及压接的任一个将多个线圈要素彼此连接。并且，一个相线圈以在径向R上错开一个层的量的状态跨越同相槽111和异相槽112。在采取集中绕组/分数槽构造的定子中，产生同相的磁场的齿170在周向上排列两个以上，因此相线圈跨越连续地排列的至少三个以上的槽110的一组槽而卷装。

图4A中，示出当从同相槽111向异相槽112跨越时层错开总级数的四个中的一级的情况。但是，本发明的方式不限定于此。图4B示出本发明的实施例1的变形例的旋转电机的定子的从轴向Z和径向R观察到的局部接线图。例如，图4B中，示出当从异相槽112A、112B向同相槽111跨越时层错开一级的例子。如图4A、图4B所示，优选为当从同相槽111向异相槽112跨越时、或者当从异相槽112向同相槽111跨越时，槽内的线圈的层移动一级的构造。但是，即使是当从同相槽111向异相槽112跨越时、或者当从异相槽112向同相槽111跨越时线圈的层移动两级以上的构造，也能够得到本发明的基本效果。关于图4B的(b)，也能够读出在各槽中U相的线圈的电流方向一致。

图5A～图5D中，示出本发明的实施例1的另一变形例的旋转电机的定子的从轴向Z和径向R观察到的局部接线图。图5A～图5D示出在集中绕组/分数槽构造中产生同相的磁场的齿170在周向上排列三个的情况、即两个同相槽111连续地在周向上排列的情况下的U相的接线方式。

该情况也与图4A相同，相线圈120G一边在轴向Z上曲折一边向相邻的槽跨越，而且以经由同相槽111在异相槽112间沿周向θ往复的方式卷装。

但是，当线圈在同相槽111间跨越的情况下，在不使配置有线圈的层偏离而保持同一层的状态下跨越至相邻的同相槽111。三个以上的同相槽111连续地在周向上排列的情况也相同。即使在两个以上的同相槽111连续地在周向上排列的情况下，也能通过相同的结构来得到本发明的效果。接下来，对本实施例的作用进行说明。

根据本发明，在集中绕组/分数槽构造中，通过设为使方线的线圈从一方的异相槽112连续地跨越至另一方的异相槽112的卷装构造，从而能够形成相线圈彼此在旋转电机的周向θ上相互不接触的状态。并且，参照图5A的(b)、图5B的(b)、图5C的(b)以及图5D的(b)，与上述的图4A的(b)、图4B的(b)相同，能够读出在各槽中U相的线圈的电流方向一致。

此处，图6示出现有技术的旋转电机的设于定子芯的槽的剖视图。在现有技术中的集中绕组的构造中，相线圈120G卷装于一个齿170，因此在槽110内的周向θ上排列两列线圈120。为了使槽110内的线材130彼此不会电短路，需要在线材130的周围进行绝缘。尤其是在异相槽112的情况下，由于插入有相位不同的两个线圈120，所以线圈的绝缘基于该异相槽112所需要的绝缘耐压来设计。因此，在现有技术中，由于在周向θ上排列异相的线圈120，所以需要足以将上述线圈120间绝缘的厚度的绝缘覆膜140。

此处，将该绝缘覆膜140的厚度设为t。即，在相位不同的两个线圈120间的绝缘存在2t的厚度的绝缘覆膜即可，但此时，周向θ上的绝缘覆膜的总和在每一个槽110中为4t。因此，现有的集中绕组构造在无论是否是分数槽构造都能够用共同的线圈卷装方法制作定子101的方面具有优点，但绝缘覆膜140相对于各槽110所占据的体积变多，占空系数变小。

另一方面，如上述的图3所示，在本发明的线圈卷装构造中，在集中绕组/分数槽构造中，具有以在每一个槽的径向上一致的方式将线圈120配置于槽110并编入之类的卷装构造。在该线圈卷装的构造中，线圈120在槽110内在径向R上排列，并且相互在周向θ上不接触。

与现有技术相同，在本发明中，线圈的绝缘也基于在异相槽112的异相的线圈120间需要的绝缘耐压来设计。在本发明中，由于在径向R上排列异相的线圈120，所以需要足以将该线圈120间绝缘的厚度的绝缘覆膜140。与现有技术相同，将该绝缘覆膜140的厚度设为t。此时，径向R上的多个线圈120间的绝缘覆膜140的总和为2t，绝缘性没有问题。径向R上的绝缘覆膜的总和与现有技术相同。

另一方面，周向θ上的绝缘覆膜的总和在每一个槽110中为2t，相比现有技术减半。因此，绝缘覆膜140的体积比现有技术减少，但绝缘耐压与现有技术的情况相同。因此，本发明中的限定为集中绕组/分数槽的卷装构造能够减少绝缘覆膜140相对于各槽110所占据的体积，尤其是能够使周向θ上的绝缘覆膜的量减半。因此，能够提高线圈的占空系数。

并且，在现有技术的集中绕组中，因制造公差等，在周向θ的线圈间需要死区150(参照图6)。根据情况而设有绝缘纸等绝缘材料，进一步使线圈占空系数降低。另一方面，在本发明的绕线构造中，由于在周向θ上线圈120彼此不接触、不干涉，所以没有周向的线圈间的不必要的空隙。或者不需要用于得到周向的绝缘性的绝缘纸。因此，进一步提高线圈的占空系数。占空系数的提高能够使线圈120的铜损、即线圈120处的发热量减少。因此，通过将其相应的余量用于旋转电机100的小型化、具体为槽110的截面的缩小，能够提高旋转电机100的转矩密度(参照图1、图2)。

如图4A、图4B以及图5A所示，在层数为偶数(在左图中均为四层)的情况下，能够将引出部123集中于轴向Z的同一端(线圈端部方向的端)。由此，引出线的接线作业仅在轴向上的一端侧完成，从而提高线圈的组装作业性。并且，能够减小接线空间，从而能够实现旋转电机的小型化。

另一方面，如图5B所示，在层数为奇数(图5B中为三层)的情况下，能够使引出部123向轴向Z的两端侧分散。由此，提高接线布局的自由度。

例如如图5C所示，在当线圈从同相槽111向异相槽112跨越时、或者当从异相槽112向同相槽111跨越时线圈的层移动两级以上的构造中也能够得到以上的效果。但是，如果是当线圈从同相槽111向异相槽112跨越时、或者当从异相槽112向同相槽111跨越时线圈的层移动一级的构造，则跨越同相槽111和异相槽112的导体跨接部121的长度的总和变得最小，能够使线圈的绕线电阻最小。

由于线圈的铜损与线圈的绕线电阻的大小成比例，所以在线圈的绕线电阻最小的条件下，能够进一步减少线圈处的发热量，并且能够进一步提高旋转电机100的转矩密度。

并且，由于线圈处的发热可以说是损失，所以从减少线圈所产生的损失的观点看，当线圈从同相槽111向异相槽112跨越时、或者当从异相槽112向同相槽111跨越时线圈的层仅移动一级的方式也是有效的。最后，图5D是实施例1的变形例，是总层数为2、两个同相槽连续地排列的情况。

接下来，图5E中，示出本发明的实施例1的变形例的流动于异相槽的线圈的电流和由此产生的磁通的概念图。图5E是当线圈120从同相槽111向异相槽112跨越时、或者当从异相槽112向同相槽111跨越时线圈120的层移动两级以上的情况下的异相槽112的剖视图。

相对于此，图5F是当线圈120从同相槽111向异相槽112跨越时、或者当从异相槽112向同相槽111跨越时线圈120的层仅移动一级的情况下的异相槽112的剖视图。

由于在异相槽112插入有不同的两个相的线圈，所以有时在某一瞬间，异相的线圈彼此的电流的方向相反。

图5E及图5E中，示出在某一瞬间流动于各线圈120的电流的方向，电流的方向相同的线圈是指同相，电流的方向不同的线圈是指异相。在图5E的结构的情况下，同相的线圈120彼此在径向R上至少一组连续地排列，但在图5F的结构的情况下，同相线圈彼此不在径向R上连续地排列。例如，图5E中，在第一层201和第二层202中连续地排列有同相的线圈。

此时，考虑线圈在槽周围形成的磁通。在各个剖视图中，示出在配置于第一层201的线圈120流动的电流所形成的磁通701、以及在配置于第二层202的线圈120流动的电流所形成的磁通702。在图5E的结构中，由于同相的线圈所形成的磁通701、702重叠，所以由该磁通的接近效果产生的线圈120的交流电阻值的增加变得显著。交流电阻值的增加导致在线圈120中产生的高次谐波损失的增加。

另一方面，如图5F的结构所述，在异相的线圈所形成的磁通701、702的方向相互相反的情况下，通过它们的重叠，彼此的磁通局部地抵消，能够减少线圈120的交流电阻值的增加。

例如，使用PWM电压波形，通过磁场解析对在各个异相槽112产生的交流电阻损失进行计算。其结果，当将图5E的结构中的损失量设为1.00pu时，图5F的结构中为0.90pu，可知能够将损失减少一成。这样，发现了当线圈120从同相槽111向异相槽112跨越时、或者当从异相槽112向同相槽111跨越时线圈120的层仅移动一级的构造具有优异的效果。即，成为能够减少线圈所产生的交流电阻的损失的优选的构造。

实施例2

参照图7、图8对实施例2进行说明。图7是本发明的实施例2的旋转电机的定子的局部剖视图。此外，省略与实施例1重复的事项的说明。

实施例2中的定子的铁芯通过组合分割芯161a、161b、161c来形成。分割芯的芯分割部162A、162B位于定子的背轭180，而且在周向θ的方向上与异相槽112重叠。例如图7中，用网格状的阴影线示出在集中绕组/分数槽构造中产生同相的磁场的齿170在周向上排列三个的情况下的U相的线圈120。分割芯构成为分割定子芯的周向，例如分割数为10～15左右。并且，假定在一个分割芯设置几个至十个左右的槽。

此时，在分割芯161b卷装有U相线圈，在与异相槽112A在周向θ上重叠的背轭180部分存在芯分割部162A，在与异相槽112B在周向(θ)上重叠的背轭180部分存在芯分割部162B。同样，在分割芯161a、161c分别卷装有与U相的线圈120不同的V相的线圈或者W相的线圈。

如本实施例的构造所述，通过在每个分割芯卷装一个相的线圈，能够形成卷装有各相线圈的分割定子。图8示出本实施例的分割定子400的剖视图。由于分割定子400的线圈仅被一个相线圈卷装，所以在分割定子400内，完成一个的相线圈的卷装。因此，首先组装多个分割定子400，之后，将上述多个分割定子400组合而能够形成定子101。由于分割定子400比定子101小型，所以组装作业性较好，不仅如此，在分割定子400中，对插入相位不同的两个相线圈的异相槽112进行分割。因此，在相线圈的卷装时不会产生异相的线圈的干涉，相应地线圈的卷装性良好。根据以上的理由，通过本实施例，提高线圈的卷装性、集中绕组/分数槽构造的定子的组装作业性，提高旋转电机的量产性。

实施例3

接下来，参照图9～图15对实施例3进行说明。图9示出本发明的实施例3的旋转电机的定子的局部接线图。图9示出在集中绕组/分数槽构造中产生同相的磁场的齿170在周向上排列两个的情况下的U相的接线方式。此外，省略与实施例1、实施例2重复的事项的说明。与上述的实施例相同，参照图9的(b)，能够读出在各槽中U相的线圈的电流方向一致。

实施例3中的旋转电机的定子的齿顶171由不具有伸出部172的所谓开放类型的槽构成。图10的(a)示出实施例3的旋转电机的定子的槽的局部剖视图，图10的(b)示出实施例3的变形例的旋转电机的定子的槽的局部剖视图。在本实施例中，槽的宽度(最小宽度)W₁与槽开口部114的宽度(最小宽度)W₂为W₁≤W₂的关系。也就是说，成为槽的开口部比槽的底面侧大的开放型的槽。

如图10的(a)、图10的(b)所示，也可以用楔子173堵塞槽开口部114。楔子173的材料可以是磁性材料也可以是非磁性材料。如本变形例的构造所述，在槽开口部114的宽度W₂比槽的宽度W₁大的开放类型的槽的情况下，能够从后将预先卷装而成的线圈120装入于定子芯160。由此，定子101的组装作业性格外高。

在如实施例1那样定子的铁芯未分割的情况下，在异相槽112中各相的相线圈120G彼此干涉。因此，需要同时将各相的线圈装入于铁芯。但是，在如实施例2那样定子的定子芯160由分割芯构成的情况下(参照图7)，将预先卷装而成的线圈装入于分割芯。因此，仅将装入有线圈的分割定子400彼此组合，就能够制作定子。由此，提高集中绕组/分数槽构造的定子的组装作业性，提高旋转电机的量产性。

另外，图11A示出实施例3的旋转电机的线圈的局部放大图。该图中，示出在从同相槽111跨越至异相槽112(或者颠倒)的线圈的导体跨接部121设置折回部125的绕线构造。根据该结构，能够从一片导电性的薄板冲裁成形而制作线圈，或者能够将一根扁线折弯成形来制作线圈。线圈卷装为，在跨越连续地排列的至少三个以上的槽的一组槽的中途，从最后的齿170的线圈端部的位置朝向周向θ折回180°。从同相槽111跨越至异相槽112(或者颠倒)的导体跨接部121能够通过在折回部125处将线圈折回180度来成形。此时，通过使折回部125在轴向Z上向槽的外侧偏离其它层的线圈的导体跨接部121的宽度以上，从而在异相槽112内，能够不与卷装在一起的异相的线圈干涉地成形线圈。

在该情况下，折回部配置为以与其它层的线圈的线圈端部的轴向的突出长度相等、或者该突出长度以上的长度沿轴向伸出。这样一来，在线圈端部与齿170的侧部之间存在空隙。也就是说，定子的轴向尺寸与该空隙的量相应地变大。但是，由于线圈端部与周围的空气接触的有效面积实质上增加，所以在积极地冷却线圈端部的观点看是优选的。

此外，在线圈的折回难以在折回部125进行的情况下，也可以如图14B所示，将折回部125置换为连接部126。在该情况下，关于从一方的连接部126(或者引出部123)到另一方的连接部126为止的区间的线圈，从薄板冲裁成形来制作，或者将一根扁线折弯成形来制作。而且，也可以基于图9的接线图来层叠薄板，通过焊接、软钎焊、嵌合、镀覆以及压接的任一个在后工序中将连接部126的部位连接来成形线圈。或者，也可以组合焊接、软钎焊、嵌合、镀覆以及压接中的多个方式来使用。

这样，放置在引出部的正的引出线与负的引出线之间的一个相线圈以在两个异相槽之间折回并往复的方式卷装。因此，容易应用从薄板成形出的线圈、或者将一根扁线折弯成形而成的线圈。

图11A、图11B示出在集中绕组/分数槽构造中产生同相的磁场的齿170在周向上排列两个的情况。图12A示出与图11A的线圈布局对应的、从金属薄板冲裁成形出的或者将一根扁线折弯成形而成的折回前的相线圈120G的俯视图。通过如图12A所示地从薄板冲裁成形相线圈120G、或者将一根扁线折弯成形，能够一体地形成相线圈120G。此外，相线圈120G不仅从薄板冲裁成形，还可以使用切削、切出、铸造、AM法(增材制造法)等容易制作的机械加工来成形。图12B示出在折回部125将图12A的相线圈120G折回一次后的状态的俯视图。图12C中，进一步缠绕一次而完成卷装于齿的状态下的线圈的方式。若是图12C所示的相线圈120G，则能够配置为嵌入于开放型的槽。若是该方式的相线圈120G，则实际上不需要将电线缠绕在齿(槽)间，所需时间也能够缩短，从而在制造上有优点。由于图11A、图11B的引出部123在槽内位于第一层201的位置，所以若在该状态下向外部引出，则与异相的线圈的折回部125干涉。因此，以成为第一层的下一层的方式进行两次约90度的折弯，从而作为端子向轴向的外侧引出。

接下来，图13～图15中，作为实施例3的变形例，示出了产生同相的磁场的齿170在周向上排列三个的情况。图13示出实施例3的变形例的旋转电机的定子的局部接线图。图14A示出实施例3的变形例的旋转电机的线圈的局部放大图。图15示出本发明的实施例3的变形例的从薄板冲裁成形出的或者将一根扁线折弯成形而成的折回前的线圈的俯视图。以下相同，即使在产生同相的磁场的齿170在周向上排列三个以上的情况下，也能够与层的级数无关地由一片金属板成形相线圈120G、或者将一根扁线折弯成形。此外，在线圈的折回难以在折回部125进行的情况下，也可以如图14B所示地将折回部125置换为连接部126。在该情况下，关于从一方的连接部126(或者引出部123)到另一方的连接部126为止的区间的线圈，从薄板冲裁成形来制作、或者将一根扁线折弯成形来制作。而且，也可以基于图9的接线图来层叠薄板，通过焊接、软钎焊、嵌合、镀覆以及压接的任一个在后工序中将连接部126的部位连接来成形线圈。

尤其是，通过由一片金属板构成相线圈120G，与通过绕线喷嘴、手动卷绕来制作绕线线圈的情况相比，能够削减线圈的折弯次数。因此，提高相线圈120G的制作性、卷装容易性。另外，如现有的导体跨接部121那样，没有轴向Z上的折弯，仅有周向θ上的折弯。因此，能够在槽110内采用宽度在周向θ上较大、宽度在径向R上较窄的扁平的线圈。通过使用扁平的线圈，能够减少从线圈内的表皮效果和接近效果产生的交流电阻损失。由此，能够进一步减少线圈处的发热量，能够进一步提高旋转电机的转矩密度。

另外，线圈的宽度在导体槽部122和导体跨接部121处不需要相等。能够使导体跨接部121的宽度比导体槽部122的宽度窄，减轻线圈重量，提高旋转电机的转矩密度。另外，也能够使导体跨接部121的宽度比导体槽部122的宽度大，减少线圈的发热，简化线圈的冷却系统(未图示)。这样，能够实现旋转电机系统整体的小型轻量化。

实施例4

参照图16对实施例4进行说明。图16是实施例4的电动轮子500的截面的概念图。电动轮子500使用外转子类型的旋转电机100。旋转电机100的转子102与转子框架530连接。转子框架530通过连接部件540而与轮子520连接。在轮子520嵌合有轮胎510。轮子520以及转子102被支撑为相对于旋转轴560旋转自如，从而轮子520或转子框架530通过轴承550而与旋转轴560连接。另一方面，旋转电机100的定子101通过支撑部件(省略图示)而被固定支撑在旋转轴560，在支撑部件也搭载有电气电路570。电气电路570向定子101供给电力，使转子102旋转。转子102的旋转经由转子框架530以及连接部件540而传递至轮子520，使轮子520旋转。

若采用本实施例的构造，则旋转电机100的转矩密度较高，因此不仅旋转电机100能够被收纳于轮子520的内周侧，而且还能够实现无齿轮化、即轮子520的直接驱动。现有的电动轮子利用齿轮，从而产生了齿轮的磨损、噪声、因需要支撑齿轮而轴承的使用数量增加等课题。

相对于此，使用了本发明的转矩密度较高的旋转电机100的电动轮子500不需要齿轮，因此不需要考虑到齿轮的磨损的维护，并且没有从齿轮产生的噪声。并且，轴承的使用量为最低限度，能够减少轴承的磨损风险，并且能够削减在轴承的润滑脂更换等中进行维护的作业量。并且，由于旋转电机100的体积较小，所以电气电路570也能够搭载于轮子520的内部，通过与无齿轮化相辅相成的效果，能够使电动轮子500变得小型轻量。

实施例5

参照图17对实施例5进行说明。图17是实施例5的铁道车辆600的概念图。铁道车辆600使用内转子类型的旋转电机100。旋转电机100通过支撑部件610而被固定支撑在台车640。旋转电机100的转子102与车轴630直接连结，旋转电机100经由车轴630驱动车轮620。

由于旋转电机100的转矩密度较高，所以铁道车辆能够采用本实施例的旋转电机，能够实现无齿轮化、即车轮620的直接驱动。现有的铁道车辆利用齿轮，从而产出了齿轮的磨损、噪声、因需要支撑齿轮而轴承的使用数量增加等课题。相对于此，使用了本发明的转矩密度较高的旋转电机100的铁道车辆600不需要齿轮，因此不需要考虑到齿轮的磨损的维护，并且没有从齿轮产生的噪声。并且，轴承的使用量为最低限度，能够减少轴承的磨损风险，并且能够削减在轴承的润滑脂更换等中进行的维护作业量。并且，由于旋转电机100的体积较小，所以通过与无齿轮化相辅相成的效果，能够使铁道车辆600变得小型轻量。

本发明的旋转电机不限定于铁道车辆，若是公交车、作业车辆、单轨电车等在台车具备旋转电机并从旋转轴对轮胎、车轮等施加驱动力的车辆，则能够没有问题地使用。

符号的说明

100—旋转电机，101—定子，102—转子，109—空隙，110—槽，111—同相槽，112、112A、112B—异相槽，113—线圈插入区域，114—槽开口部，120—线圈，120G—相线圈，121、121a、121b、121c、121d—导体跨接部，122、122a、122b、122c、122d、122e—导体槽部，123—引出部，123A、123B—引出线，124—角部，125—折回部，126—连接部，130—线材，140—绝缘覆膜，150—死区，160—定子芯，161a、161b、161c—分割芯，162A、162B—芯分割部，170—齿，171—齿顶，172—伸出部，173—楔子，180—背轭，201—第一层，202—第二层，203—第三层，204—第四层，400—分割定子，500—电动轮子，510—轮胎，520—轮子，530—转子框架，540—连接部件，550—轴承，560—旋转轴，570—电气电路，600—铁道车辆，610—支撑部件，620—车轮，630—车轴，640—台车，701、702—磁通，C—旋转轴心，R—径向，θ—周向，Z—轴向。

Claims (16)

1.一种旋转电机，具备：

定子芯，其在周向上具有多个槽；

定子，其具备至少两个以上的相线圈，上述相线圈由配置于上述槽的每个槽的导体槽部、在线圈端部将上述导体槽部相连的导体跨接部以及引出部构成；以及

转子，其与上述定子的槽开口部对置并配置为旋转自如，

上述旋转电机的特征在于，

上述相线圈跨越在周向上连续地排列三个以上的一组上述槽而卷装，

上述槽是在其内部包含一个上述相线圈的同相槽和包含相位不同的两个上述相线圈的异相槽的任一个，

上述导体槽部在上述槽内的径向上配置为一列而构成多个层，所有上述槽的上述层的总数相同，

(1)在沿周向放置一个的上述同相槽的两旁分别配置一个上述异相槽，或者，

(2)在沿周向连续地排列两个以上的上述同相槽的两旁分别配置一个上述异相槽，

上述相线圈的截面形状大致呈长方形。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

上述引出部具有正的引出线和负的引出线，上述相线圈在配置于上述同相槽的两旁的两个上述异相槽的一方和另一方的位置，分别在周向上折回而卷装。

3.根据权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，

上述相线圈卷装为，以在径向上错开上述层的一个层的量的状态跨越上述同相槽和上述异相槽。

4.根据权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，

上述异相槽内的相位不同的两个上述相线圈在径向上交替地配置。

5.根据权利要求4所述的旋转电机，其特征在于，

上述同相槽在周向上连续地配置两个以上，

上述相线圈以维持同一上述层的方式卷装在连续地排列的一组上述同相槽。

6.根据权利要求5所述的旋转电机，其特征在于，

上述层的总数为偶数，上述正的引出线和上述负的引出线仅从上述定子芯的轴向端部的单侧被引出。

7.根据权利要求5所述的旋转电机，其特征在于，

上述层的总数为奇数，上述正的引出线和上述负的引出线的一方从上述槽的轴向端部的一端侧被引出，另一方从上述槽的轴向端部的另一端侧被引出。

8.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

上述定子芯被与上述异相槽所放置的位置对应的周向的背轭部分割。

9.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

当将上述同相槽以及上述异相槽的周向的宽度的最小值设为W₁、将上述槽开口部的周向宽度的最小值设为W₂时，满足W₁≤W₂的关系。

10.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

上述相线圈在上述异相槽的线圈端部具有折回部，在上述线圈端部折回了的上述相线圈向与上述异相槽相邻的上述同相槽卷装，与上述多个层相当的上述相线圈一体成形。

11.根据权利要求10所述的旋转电机，其特征在于，

上述折回部以与上述线圈端部在轴向上的突出长度相等或者以上的长度沿上述轴向伸出。

12.根据权利要求5所述的旋转电机，其特征在于，

上述导体槽部和上述导体跨接部构成为一体的线圈要素，上述线圈要素彼此通过焊接、软钎焊、嵌合、镀覆以及压接的任一个而连接。

13.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

上述槽是开放型槽，上述定子芯具备分割芯。

14.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

上述槽是半封闭型槽。

15.一种电动轮子，具备权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

上述旋转电机不经由齿轮而仅以机械结合的方式与轮子直接连结。

16.一种车辆，具备权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

上述旋转电机不经由齿轮而仅以机械结合的方式与车轮直接连结。

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