JP2010246343A

JP2010246343A - 電機における固定子

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Publication number: JP2010246343A
Application number: JP2009095158A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kono; 寛河野; Hirohito Hayashi; 裕人林; Satoshi Baba; 智馬場
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2009-04-09
Filing date: 2009-04-09
Publication date: 2010-10-28
Anticipated expiration: 2029-04-09
Also published as: KR101237250B1; US20120001513A1; US8704420B2; WO2010116928A1; KR20110125233A; CN102369651B; CN102369651A; EP2418757A1; EP2418757A4; JP5446406B2

Abstract

【課題】３相のコイルエンド同士の干渉を避けることができるとともに分布巻の固定子の製造コストを抑えることができる回転電機の固定子を提供する。
【解決手段】固定子１０において、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗとインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗとは、アウター渡り部３１ｂが、インナー渡り部４１ｂよりもステータコア１１の半径方向外側に配置されるとともに、インナー渡り部４１ｂがアウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗの屈曲部３１ａを跨ぐように配置されている。アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗとインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗそれぞれは、同一系列中にＵ相、Ｖ相、及びＷ相のコイルが混在するように配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、所定の形状に整形された第１系列のコイルと、所定の形状に整形された第２系列のコイルとを有する電機における固定子に関する。

Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルを分布巻でティースに巻装した電機としては、例えば、特許文献１の電動機が挙げられる。特許文献１の電動機においては、各相のコイルをスロットに組み込む際、異なる相のエンドコイル部分（コイルエンド）同士が干渉することを避けるため、各エンドコイル部分が所定の形状に予め整形されている。エンドコイル部分を予め整形しておくのは、インサータを用いてコイルをスロットに組み込む際のコイルの損傷防止、コイルの占積率の向上、さらには、スロットへコイルを組み込んだ後にエンドコイル部分を整形する必要を無くすためである。

そして、特許文献１の電動機において、Ｕコイル（Ｕ相のコイル）がスロットに組み込まれた状態では、Ｕコイルのエンドコイル部分は、後に組み込まれるＶコイル（Ｖ相のコイル）及びＷコイル（Ｗ相のコイル）のスロットが、ステータの軸方向から覗くことができる形状に整形されている。すなわち、Ｕコイルのエンドコイル部分は、渡り部分がＶコイル及びＷコイルが組み込まれるスロットの外周側に円弧状に延びるように整形されている。また、Ｖコイルのエンドコイル部分は、ステータコアの端面から若干離れた部分から外径方向に傾くように整形され、Ｖコイルをスロットに組み込んだ状態でＵコイル上に配置されるようになっている。また、Ｗコイルのエンドコイル部分は、Ｖコイルの設けた空間内に収まる形状であり、Ｗコイルの渡り部分はＶコイルの渡り部分より内径側に配置される形状に整形されている。

特開平１０−２７１７３３号公報

ところが、特許文献１に開示の電動機においては、３相のエンドコイル部分それぞれの干渉を避けるため、各相のエンドコイル部分それぞれを別々の形状に整形しており、各相のエンドコイル部分の形状が非常に複雑なものになっていた。このため、特許文献１の電動機においては、各相のコイルそれぞれを別々の巻枠を使用して製造し、さらには、干渉を防止するためにエンドコイル部分それぞれの曲げ角度等を正確に設定しなければならず、固定子の製造コストが非常に嵩むものになっていた。

本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、３相のコイルエンド同士の干渉を避けることができるとともに分布巻の固定子の製造コストを抑えることができる電機における固定子を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ステータコアにティースが複数配列され、所定の形状に整形された第１系列のコイルが前記複数のティース間のスロットに組み込まれているとともに、所定の形状に整形された第２系列のコイルが前記複数のティース間のスロットに組み込まれた電機における固定子において、前記第１系列のコイルのコイルエンドが、前記ステータコアのスロットに挿入された挿入部から、前記ティースの前記ステータコアからの突設方向と反対方向へ延びる一対の屈曲部と、該屈曲部同士を接続する渡り部とを備え、前記第２系列のコイルのコイルエンドが、前記スロットに挿入された挿入部から延びて前記ステータコアの端面より突出する一対の起立部と、該起立部同士を接続する渡り部とを備え、前記第１系列のコイルと第２系列のコイルとは、前記第１系列のコイルの渡り部が、前記ティースの前記ステータコアからの突設方向と反対方向において前記第２系列のコイルの渡り部よりも外側に配置されるとともに、前記第２系列のコイルの渡り部が前記第１系列のコイルの屈曲部を跨ぐように配置されており、前記第１系列のコイル及び第２系列のコイルそれぞれは、同一系列中にＵ相、Ｖ相、及びＷ相のコイルのうち少なくとも２相のコイルが混在するように配置されるとともに、第１系列と第２系列とで同じ相同士のコイルが接続されていることを要旨とする。

これによれば、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相のコイルのうち少なくとも２相のコイルが同一系列中に混在するように配置されている。また、第１系列のコイルは、ティースのステータコアからの突設方向と反対方向において、渡り部が第２系列のコイルの渡り部より外側に配置され、各相のコイルはそれぞれ第１系列のコイルと第２系列のコイルとで構成されている。よって、３相のコイルを有しながらも、第１系列のコイルと第２系列のコイルの２種類のコイルを整形するだけでよく、３相のコイルそれぞれが別々の形状に整形されている場合に比べて、コイルの整形に要する作業、及び治具を減らしてコイルの製造コストを抑え、固定子の製造コストを抑えることができる。

また、前記第１系列のコイルと第２系列のコイルとは同じ相同士で直列に接続されるとともに、同じ相のコイル同士は前記第１系列のコイルと前記第２系列で同じ個数ずつ用いられていてもよい。

これによれば、各相のコイルは第１系列のコイルと第２系列のコイルとが１組になって直列に接続され、しかも第１系列と第２系列とで各相毎に同じ個数のコイルが使用されている。このため、各相毎にコイル長さを同じにしてコイルインピーダンスのバラツキを抑えることができる。

また、前記第１系列のコイルは全て同じ形状をなし、前記第２系列のコイルは全て同じ形状をなすものでもよい。
これによれば、同一系列中に配置された第１系列のコイルは全て同一形状となり、同一系列中に配置された第２系列のコイルも全て同一形状となる。よって、各相毎のコイル長さを同じにしてコイルインピーダンスのバラツキを抑えることができる。

本発明によれば、３相のコイルエンド同士の干渉を避けることができるとともに分布巻の固定子の製造コストを抑えることができる。

実施形態の固定子を示す斜視図。実施形態の回転電機を示す平面図。（ａ）はステータコアを示す斜視図、（ｂ）は分割ティースを示す斜視図。（ａ）はアウターコイルを示す斜視図、（ｂ）はインナーコイルを示す斜視図。（ａ）はステータコアにアウターコイルを組付けた状態を示す斜視図、（ｂ）はアウターコイル同士の間に分割ティースを装着した状態を示す斜視図。（ａ）はインナーコイルを組付けた状態を示す斜視図、（ｂ）はインナーコイル同士の間に分割ティースを装着した状態を示す斜視図。アウターコイル及びインナーコイルの配線図。別例の固定子を示す模式図。

以下、本発明の電機の固定子を具体化した一実施形態を図１〜図７にしたがって説明する。
図２に示すように、電機としての回転電機Ｍは、固定子１０と、この固定子１０の内側に配設された可動子としての回転子１５とからなる。図１及び図２に示すように、固定子１０は、環状のステータコア１１と、ステータコア１１の内周に複数配列された固定ティース１２及び分割ティース１３と、スロット１４に組み込まれた第１系列のコイルとしてのアウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ及び第２系列のコイルとしてのインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗとからなる。本実施形態では、固定ティース１２と分割ティース１３の各個数は１２個であり、スロット１４の個数は２４個である。スロット１４は、ステータコア１１の周方向に等ピッチで配列されている。

図２及び図３（ａ）に示すように、ステータコア１１は、磁性体（鋼板）製の複数枚のコア板を積層して構成されている。ステータコア１１の内周面には、複数の固定ティース１２が一体成形されている。固定ティース１２は、ステータコア１１の半径方向（固定ティース１２のステータコア１１からの突設方向）に沿ってステータコア１１の内周面からステータコア１１の中心軸Ｐに向けて延びるように形成されている。また、固定ティース１２は、ステータコア１１の軸方向全体に亘って延びるように形成されている。

ステータコア１１の内周面において、ステータコア１１の周方向に隣り合う固定ティース１２同士の中間位置には、係止凸部１１ａがステータコア１１の軸方向全体に亘って延びるように突設されている。係止凸部１１ａはステータコア１１の内周面からステータコア１１の中心軸Ｐ（中央部）に向かうに従い徐々に拡幅するテーパ状に形成されるとともに、ステータコア１１の軸方向全体に亘って延びるように形成されている。

図１及び図２に示すように、ステータコア１１において、ステータコア１１の周方向に隣り合う固定ティース１２の間には分割ティース１３が装着されている。図３（ｂ）に示すように、この分割ティース１３は、矩形板状をなすとともに、その長手方向への長さ（ステータコア１１の軸方向に沿った長さ）が、ステータコア１１の軸方向への長さと同じになっている。分割ティース１３の基端面には、係止凹部１３ｃが分割ティース１３の長手方向全体に亘って延びるように凹設されている。この係止凹部１３ｃは、分割ティース１３の基端面への開口から係止凹部１３ｃの奥へ向かうに従い徐々に拡幅するテーパ状に形成されている。

そして、図１及び図２に示すように、分割ティース１３の係止凹部１３ｃ内に、ステータコア１１の係止凸部１１ａを嵌合させることにより、分割ティース１３がステータコア１１に装着されている。この装着状態では、係止凹部１３ｃに対する係止凸部１１ａの係止により、分割ティース１３がステータコア１１の半径方向に沿ってステータコア１１内へ向けて移動することが防止されている。また、ステータコア１１に分割ティース１３が装着されることにより、ステータコア１１の周方向に隣り合う固定ティース１２と分割ティース１３との間には平面視矩形状のスロット１４が区画されている。

アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗは、固定ティース１２に対し分布巻によって巻装されている。アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗとしては、Ｕ相のアウターコイル３０Ｕ、Ｖ相のアウターコイル３０Ｖ、及びＷ相のアウターコイル３０Ｗそれぞれを２つずつ有する。そして、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗは、それら全て（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相）が、ステータコア１１の周方向に延びる一つの円周上（同一系列中）に混在するように配置されている。アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗそれぞれは、２個のスロット１４に跨る状態で、かつ１個の分割ティース１３を間に挟んだ２個の固定ティース１２に跨るように、２個の固定ティース１２に組付けられている。また、同一スロット１４内に異なる相のコイルが挿入されることはない。

一対のアウターコイル３０Ｕは、２４個のスロット１４のうちの８個に間隔をおいて計４個のスロット１４に挿入されている。アウターコイル３０Ｖ及びアウターコイル３０Ｗそれぞれについても上記したアウターコイル３０Ｕと同様な配置となっている。また、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗそれぞれは、断面が長方形の均一な幅のコイル線（平角線）よりなるとともに絶縁被覆されている。図４（ａ）に示すように、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ（図４（ａ）ではアウターコイル３０Ｕのみを図示）それぞれは、スロット１４内に挿入される一対の挿入部３７と、ステータコア１１の軸方向の両端面から突出するコイルエンド３１を有する。

図１及び図２に示すように、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗのコイルエンド３１（以下、アウターコイルエンド３１と記載する）は、各挿入部３７からステータコア１１の半径方向（固定ティース１２のステータコア１１からの突設方向と反対方向）に沿って延びるように屈曲した一対の屈曲部３１ａを備える。さらに、アウターコイルエンド３１は、一対の屈曲部３１ａの先端同士を接続するようにステータコア１１の周方向へ延びるアウター渡り部３１ｂを備え、屈曲部３１ａと一対のアウター渡り部３１ｂとにより平面視コ字状に形成されている。そして、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗは、アウター渡り部３１ｂがステータコア１１の周方向に沿って延びるように所定の形状に整形されている。また、アウター渡り部３１ｂは、ステータコア１１の内周面よりもステータコア１１の半径方向（固定ティース１２のステータコア１１からの突設方向と反対方向）外側に配置されている。また、挿入部３７をスロット１４に組み込んだ状態のとき、ステータコア１１の軸方向の両端面から突出する部位がアウターコイルエンド３１となっている。また、各挿入部３７には合成樹脂製の絶縁シート３２が巻装されている（図４（ａ）参照）。

第２系列のコイルとしてのインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗは、固定ティース１２に対し分布巻によって巻装されている。インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗとしては、Ｕ相のインナーコイル４０Ｕ、Ｖ相のインナーコイル４０Ｖ、及びＷ相のインナーコイル４０Ｗをそれぞれを２つずつ有する。そして、インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗは、それら全て（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相）が、ステータコア１１の周方向に延びる一つの円周上（同一系列中）に混在するように配置されている。各相のインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗは、それぞれ２個のスロット１４に跨る状態で、かつ１個の分割ティース１３を間に挟んだ２個の固定ティース１２に跨るように、２個の固定ティース１２に組付けられている。また、同一スロット１４内に異なる相のコイルが挿入されることはない。

一対のインナーコイル４０Ｕは、２４個のスロット１４のうちの８個に間隔をおいて計４個のスロット１４に挿入されている。インナーコイル４０Ｖ及びインナーコイル４０Ｗそれぞれについても上記したインナーコイル４０Ｕと同様な配置となっている。また、各相のインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗは、断面が長方形の均一な幅のコイル線（平角線）よりなる。また、各相のインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗは絶縁被覆されている。図４（ｂ）に示すように、各相のインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗ（図４（ｂ）ではインナーコイル４０Ｕのみ図示）は、スロット１４内に挿入される一対の挿入部４７と、ステータコア１１の端面から突出するコイルエンド４１を有している。

図１及び図２に示すように、インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗに形成されたコイルエンド（以下、インナーコイルエンド４１とする）は、各挿入部４７からステータコア１１の軸方向に延びる一対の起立部４１ａを備える。さらに、インナーコイルエンド４１は、一対の起立部４１ａの先端同士を接続するようにステータコア１１の周方向へ延びるインナー渡り部４１ｂを備え、一対の起立部４１ａとインナー渡り部４１ｂとにより正面視コ字状に形成されている。各挿入部４７には合成樹脂製の絶縁シート３２が巻装されている。

そして、スロット１４にアウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗと、インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗが組み込まれた状態では、アウター渡り部３１ｂそれぞれは、ステータコア１１の半径方向（固定ティース１２のステータコア１１からの突設方向と反対方向）においてインナー渡り部４１ｂよりも外側に配置されている。言い換えると、アウター渡り部３１ｂは、インナー渡り部４１ｂに対し回転子１５と反対側に配置されている。また、インナー渡り部４１ｂそれぞれは、ステータコア１１の周方向に隣り合う２つのアウターコイル３０Ｕの屈曲部３１ａを跨いでいる。さらに、インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗがスロット１４に組み込まれた状態では、インナーコイルエンド４１の起立部４１ａの内側であり、各起立部４１ａと隣り合うティースは固定ティース１２によって形成されている。また、アウター渡り部３１ｂとインナー渡り部４１ｂの両方が跨るティースは、固定ティース１２によって形成されている。なお、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗは、インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗより先にステータコア１１に組み込まれるコイルのことである。

次に、固定子１０の製造方法について説明する。
まず、分割ティース１３がステータコア１１から取り外された状態において、図５（ａ）に示すように、１つの係止凸部１１ａを間に挟んだ２個の（対となる）固定ティース１２に対し、各相のアウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗを組付ける。このとき、各アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗをステータコア１１の半径方向に沿って移動させ、各アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗの内側に一対の固定ティース１２が挿入されるように、各アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗを一対の固定ティース１２の外側に組付ける。そして、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれ２つずつのアウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗを、ステータコア１１の周方向においてＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順番で同一円周上（同一系列中）に配置されるように固定ティース１２に組付け、ステータコア１１に組付ける。

この組付状態において、ステータコア１１の周方向に隣り合うＵ相のアウターコイル３０ＵとＶ相のアウターコイル３０Ｖとの間、Ｖ相のアウターコイル３０ＶとＷ相のアウターコイル３０Ｗとの間、Ｗ相のアウターコイル３０ＷとＵ相のアウターコイル３０Ｕとの間それぞれには、分割ティース１３を挿入可能とする隙間が形成される。

次に、図５（ｂ）に示すように、ステータコア１１の周方向に隣り合うアウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ同士の間の隙間に、分割ティース１３を挿入するとともに、ステータコア１１に分割ティース１３を装着する。このとき、ステータコア１１の係止凸部１１ａを分割ティース１３の係止凹部１３ｃに嵌合することで分割ティース１３の装着が行われる。また、このとき、分割ティース１３を、ステータコア１１の軸方向に沿って移動させて係止凹部１３ｃの内側に係止凸部１１ａを嵌合する。

すると、ステータコア１１に分割ティース１３が装着されるとともに、ステータコア１１の周方向に隣り合う固定ティース１２と分割ティース１３との間にスロット１４が区画される。区画されたスロット１４にはアウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗの挿入部３７が挿入されている。

ステータコア１１にアウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗが組付けられた状態において、アウターコイルエンド３１は、屈曲部３１ａがステータコア１１の半径方向（固定ティース１２のステータコア１１からの突設方向と反対方向）に沿って挿入部３７（スロット１４）からステータコア１１の外周側へ延びている。このため、一対の屈曲部３１ａ同士の間に間隙が形成されており、係止凸部１１ａがステータコア１１の軸方向の両端面に臨む状態になっている。よって、一対の屈曲部３１ａ同士の間から一対の固定ティース１２の間に、ステータコア１１の軸方向に沿って移動させる分割ティース１３を挿入可能であり、ステータコア１１の半径方向に沿って移動させるインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗの各挿入部４７を挿入可能になっている。

次に、図６（ａ）に示すように、ステータコア１１に装着された１つの分割ティース１３を挟んだ２個の（対となる）固定ティース１２に対し各インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗを組付ける。すなわち、インナー渡り部４１ｂ、及びアウター渡り部３１ｂの両方が跨る固定ティース１２に対し各インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗを組付ける。

各インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗは、ステータコア１１の半径方向に沿ってステータコア１１の内側から外側に向けて移動させ、各インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗの内側に一対の固定ティース１２が挿入されるように、一対の固定ティース１２の外側にインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗを組付ける。このとき、アウター渡り部３１ｂがステータコア１１の内周面よりも半径方向外側に配置され、ステータコア１１の周方向に隣り合う一対の屈曲部３１ａ同士の間に間隙が形成されている。このため、アウター渡り部３１ｂがインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗの組付けの妨げになることがない。そして、各インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗの挿入部３７が固定ティース１２間の間隙に収容されるとともに、インナー渡り部４１ｂが、ステータコア１１の周方向に隣り合う屈曲部３１ａ同士を跨ぎ、かつインナー渡り部４１ｂがアウター渡り部３１ｂよりも半径方向内側に配置される。

そして、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれ２つずつのインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗを、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順番で同一円周上（同一系列中）に配置されるように固定ティース１２に組付ける。この組付状態において、ステータコア１１の周方向に隣り合うＵ相のインナーコイル４０ＵとＶ相のインナーコイル４０Ｖとの間、Ｖ相のインナーコイル４０ＶとＷ相のインナーコイル４０Ｗとの間、Ｗ相のインナーコイル４０ＷとＵ相のインナーコイル４０Ｕとの間それぞれには、分割ティース１３を挿入可能とする隙間が形成される。

次に、図６（ｂ）に示すように、ステータコア１１の周方向に隣り合うインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗ同士の間の隙間に、分割ティース１３を挿入するとともに、ステータコア１１に分割ティース１３を装着する。このとき、アウター渡り部３１ｂがステータコア１１の内周面よりステータコア１１の半径方向外側に配置されるとともに、アウター渡り部３１ｂが係止凸部１１ａよりもステータコア１１の半径方向外側に配置されている。そして、ステータコア１１の周方向に隣り合う固定ティース１２間は、一対の屈曲部３１ａ同士の間から開口しているため、アウター渡り部３１ｂが分割ティース１３の挿入の妨げになることがない。

そして、分割ティース１３と固定ティース１２とでインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗの各挿入部４７を挟み込むように分割ティース１３をステータコア１１に装着する。このとき、ステータコア１１の係止凸部１１ａを分割ティース１３の係止凹部１３ｃに嵌合することで分割ティース１３のステータコア１１への装着が行われ、具体的には、分割ティース１３を、ステータコア１１の軸方向に沿って移動させて係止凹部１３ｃの内側に係止凸部１１ａを嵌合する。

すると、ステータコア１１に分割ティース１３が装着されるとともに、ステータコア１１の周方向に隣り合う固定ティース１２と分割ティース１３との間にスロット１４が区画される。区画されたスロット１４にはインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗの挿入部４７が挿入されている。

図７は、上記方法により製造された固定子１０におけるアウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ及びインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗの配線図を示す。インバータ５０のＵ相の端子５１に接続される一対のアウターコイル３０ＵのＵ相挿入部（図７のみ３７Ｕで示す）は、Ｕ相のスロット（図７のみ１４Ｕｏで示す）の群に通されている。インバータ５０のＶ相の端子５２に接続される一対のアウターコイル３０ＶのＶ相挿入部（図７のみ３７Ｖで示す）は、Ｖ相のスロット（図７のみ１４Ｖｏで示す）の群に通されている。インバータ５０のＷ相の端子５３に接続される一対のアウターコイル３０ＷのＷ相挿入部（図７のみ３７Ｗで示す）は、Ｗ相のスロット（図７のみ１４Ｗｏで示す）の群に通されている。

インバータ５０のＵ相の端子５１に接続される一対のインナーコイル４０ＵのＵ相挿入部（図７のみ４７Ｕで示す）は、Ｕ相のスロット（図７のみ１４Ｕｉで示す）の群に通されている。インバータ５０のＶ相の端子５２に接続される一対のインナーコイル４０ＶのＶ相挿入部（図７のみ４７Ｖで示す）は、Ｖ相のスロット（図７のみ１４Ｖｉで示す）の群に通されている。インバータ５０のＷ相の端子５３に接続される一対のインナーコイル４０ＷのＷ相挿入部（図７のみ４７Ｗで示す）は、Ｗ相のスロット（図７のみ１４Ｗｉで示す）の群に通されている。

そして、Ｕ相のアウターコイル３０Ｕと、Ｕ相のインナーコイル４０Ｕとが１個ずつ直列に接続され、Ｕ相のコイルとしては第１系列のアウターコイル３０Ｕと第２系列のインナーコイル４０Ｕとが同じ個数（２個）ずつ用いられている。また、Ｖ相のアウターコイル３０ＶとＶ相のインナーコイル４０Ｖとが１個ずつ直列に接続され、Ｖ相のコイルとしては第１系列のアウターコイル３０Ｖと第２系列のインナーコイル４０Ｖとが同じ個数（２個）ずつ用いられている。さらに、Ｗ相のアウターコイル３０ＷとＷ相のインナーコイル４０Ｗとが１個ずつ直列に接続され、Ｗ相のコイルとしては第１系列のアウターコイル３０Ｗと第２系列のインナーコイル４０Ｗとが同じ個数（２個）ずつ用いられている。

また、符号Ｎ１は、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ及びインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗのコイル線３３，３４，４３の終端を結線した中性点であり、符号Ｎ２は、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ及びインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗのコイル線３５，３６，４４の終端を結線した中性点である。そして、回転電機Ｍは、８極３相２４スロットの回転電機である。回転子１５は、インバータ５０を介したアウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ及びインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗへの通電によって回転する。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）予め整形したＵ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれのアウターコイル３０Ｕ、３０Ｖ，３０Ｗを用いるとともに、予め整形したＵ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれのインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗを用いた。アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗは、そのアウター渡り部３１ｂがインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗのインナー渡り部４１ｂよりも外側（回転子１５とは反対側）に配置されるようにアウターコイルエンド３１が予め所定の形状に整形されている。このため、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗが固定ティース１２に組付けられた後、インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗを固定ティース１２に組付けたとき、コイルエンド３１，４１同士が干渉することがない。よって、３相のコイルを備えながらも、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗとインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗの２種類のコイルを整形するだけでよく、３相のコイルそれぞれが別々の形状に整形されている場合に比べて、コイルの整形に要する作業、及び治具を減らして固定子１０の製造コストを抑えることができる。

（２）Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれのアウターコイル３０Ｕ、３０Ｖ，３０Ｗは、アウター渡り部３１ｂ（アウターコイルエンド３１）がステータコア１１の周方向に沿って配置されるとともに同一系列中に配置されている。また、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれのインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗは、インナー渡り部４１ｂ（インナーコイルエンド４１）がステータコア１１の周方向に沿って配置されるとともに同一系列中に配置されている。よって、例えば、ステータコア１１の同一円周上に、Ｕ相のコイルエンドのみが配置されＵ相のコイルエンドの内周側にＶ相のコイルエンドのみが、Ｖ相のコイルエンドの内周側にＷ相のコイルエンドのみが配置される場合と異なり、アウターコイルエンド３１及びインナーコイルエンド４１を小型化することができる。

（３）予め整形したＵ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれのアウターコイル３０Ｕ、３０Ｖ，３０Ｗを用いるとともに、予め整形したＵ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれのインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗを用いた。このため、コイルエンドとしては、アウターコイルエンド３１とインナーコイルエンド４１の２種類だけが存在する。よって、３相のコイルのコイルエンドが干渉しないように別々の形状に整形される場合に比べて、アウターコイルエンド３１及びインナーコイルエンド４１のステータコア１１からの突出長さを抑えることができる。

（４）アウターコイル３０Ｕ、３０Ｖ，３０Ｗとインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗとは、Ｕ相同士のアウターコイル３０Ｕとインナーコイル４０Ｕ、Ｖ相同士のアウターコイル３０Ｖとインナーコイル４０Ｖ、Ｗ相同士のアウターコイル３０Ｗとインナーコイル４０Ｕとが１組となって直列に接続されている。また、アウターコイル３０Ｕ、３０Ｖ，３０Ｗとインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗとは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれが２個ずつ使用されている。このため、各相毎のコイル長さを同じにしてコイルインピーダンスのバラツキを抑え、電流アンバランスを生じ難くすることができ、電力集中によるトルク低下、損失増加、振動増加等の不具合の発生を防止することができる。

（５）アウターコイル３０Ｕ、３０Ｖ，３０Ｗは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相で全て同一形状に形成され、インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗも、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相で全て同一形状に形成されている。このため、同一円周上（同一系列中）に配置されたアウターコイル３０Ｕ、３０Ｖ，３０Ｗのアウターコイルエンド３１は全て同一形状となり、同一円周上（同一系列中）に配置されたインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗも全て同一形状となる。よって、各相毎のコイル長さを同じにしてコイルインピーダンスのバラツキを抑え、電流アンバランスを生じ難くすることができ、電力集中によるトルク低下、損失増加、振動増加等の不具合の発生を防止することができる。

（６）ステータコア１１に一体成形された固定ティース１２と、ステータコア１１に対し装着可能な分割ティース１３とを設けた。アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ及びインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗを固定ティース１２に組付けた後、分割ティース１３をステータコア１１に装着してスロット１４が区画される。そして、このスロット１４に、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ及びインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗをステータコア１１が組み込まれている。よって、分布巻の固定子１０の製造時であっても、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ及びインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗをスロット１４に組み込む際に変形させる必要がなく、コイル線が損傷を受けたりすることを防止することができ、固定子１０の製造に伴う回転電機Ｍの性能低下を防止することができる。

（７）ステータコア１１の内周に配列されるティースは、ステータコア１１に一体成形された固定ティース１２と、ステータコア１１に装着可能な分割ティース１３とからなり、全てのティースのうちの半分が固定ティース１２となっている。よって、例えば、全てのティースを分割ティース１３とする場合と比べると、ステータコア１１に全てのティースを装着するのに要する時間を短縮し、部品点数を減らして固定子１０の製造コストを抑えることができる。さらに、全てのティースを分割ティース１３とする場合と比べると、分割ティース１３とステータコア１１との嵌合部のギャップによる鉄損増加を少なくすることができるとともに、ステータコア１１の周方向に隣り合うティース間のギャップのバラツキを抑えることができ、その結果として、トルクリップルが大きくなることを防止することができる。加えて、全てのティースを分割ティース１３とする場合は、全ての分割ティース１３をステータコア１１に装着する際に発生する塑性変形量が大きくなるが、本実施形態では、全てのティースのうち半分のみが分割ティース１３であるため、分割ティース１３を組付ける際の塑性変形量を減らして電磁気特性の劣化を抑えることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 第１系列の各相のアウターコイル３０Ｕ、３０Ｖ，３０Ｗは、アウター渡り部３１ｂがインナー渡り部４１ｂよりも回転子１５とは反対側（固定ティース１２のステータコア１１からの突設方向と反対方向におけるインナー渡り部４１ｂよりも外側）に配置される形状であれば必ずしも同一形状でなくてもよい。例えば、相互のコイル線の長さ等が異なっていてもよい。また、第２系列の各相のインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗは、インナー渡り部４１ｂが屈曲部３１ａを跨ぐ形状でさえあれば必ずしも同一形状でなくてもよく、例えば、相互にコイル線の長さ等が異なっていてもよい。この場合、アウターコイル３０Ｕ、３０Ｖ，３０Ｗの挿入部３７の形状のみが異なっているのが好ましく、インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗの挿入部４７の形状のみが異なっているのが好ましい。

○ 第１系列のコイルがステータコア１１の同一系列中に２相（Ｕ相とＶ相、Ｖ相とＷ相、又はＷ相とＵ相）混在するように配置されるとともに、第２系列のコイルがステータコア１１の同一系列中に２相（Ｖ相とＷ相、Ｗ相とＵ相、又はＵ相とＶ相）混在するように配置されていてもよい。

○ 極数とスロット数の組み合わせは、「極数×相数（３）＝スロット数」であれば適宜変更してもよい。例えば、極数が６であれば、相数３であるため、スロット数が１８となる。又は、「極数×相数（３）×１系列内のコイルの形状の数＝スロット数」であれば適宜変更してもよい。例えば、図８に示すように、極数が８、相数３の場合、第１系列及び第２系列それぞれ２種類のコイルがある場合、スロット数は４８となる。図８において、第１系列のコイルは、第１アウターコイル３０１Ｕ、３０１Ｖ，３０１Ｗと、ステータコア１１の半径方向において第１アウターコイル３０１Ｕ、３０１Ｖ，３０１Ｗより内側でありステータコア１１の周方向内側に配置された第２アウターコイル３０２Ｕ、３０２Ｖ，３０２Ｗとからなる。また、第２系列のコイルは、第１インナーコイル４０１Ｕ、４０１Ｖ，４０１Ｗと、ステータコア１１の半径方向において第１インナーコイル４０１Ｕ、４０１Ｖ，４０１Ｗより内側でありステータコア１１の周方向内側に配置された第２インナーコイル４０２Ｕ、４０２Ｖ，４０２Ｗとからなる。

○ 全てのティースが固定ティース１２であってもよいし、全てのティースが分割ティース１３であってもよい。
○ 電機として、リニアモータのような直線型の電機の固定子を本願発明のように構成してもよい。なお、直線型の電機において、アウターコイルとは、インナーコイルよりも先にステータコアに組付けられるとともにティースの基端側に配置されるコイルを指し、インナーコイルとはアウターコイルの後にステータコアに組付けられてアウターコイルよりもティースの先端側に配置されるコイルを指す。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（１）前記ティースが、前記ステータコアに対し一体成形された固定ティースと、前記ステータコアに対し装着可能な分割ティースとからなる請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の回転電機における固定子。

（２）全てのティースのうち半分が前記固定ティースである技術的思想（１）に記載の回転電機における固定子。

Ｍ…電機としての回転電機、１０…固定子、１１…ステータコア、１２…ティースとしての固定ティース、１３…ティースとしての分割ティース、１４…スロット、３０Ｕ、３０Ｖ，３０Ｗ，３０１Ｕ，３０１Ｖ，３０１Ｗ，３０２Ｕ，３０２Ｖ，３０２Ｗ…第１系列のコイルとしてのアウターコイル、３１…第１系列のコイルエンドとしてのアウターコイルエンド、３１ａ…屈曲部、３１ｂ…アウター渡り部、３７…アウターコイルの挿入部、４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗ，４０１Ｕ，４０１Ｖ，４０１Ｗ，４０２Ｕ，４０２Ｖ，４０２Ｗ…第２系列のコイルとしてのインナーコイル、４１…第２系列のコイルエンドとしてのインナーコイルエンド、４１ａ…起立部、４１ｂ…インナー渡り部、４７…インナーコイルの挿入部。

Claims

ステータコアにティースが複数配列され、所定の形状に整形された第１系列のコイルが前記複数のティース間のスロットに組み込まれているとともに、所定の形状に整形された第２系列のコイルが前記複数のティース間のスロットに組み込まれた電機における固定子において、
前記第１系列のコイルのコイルエンドが、前記ステータコアのスロットに挿入された挿入部から、前記ティースの前記ステータコアからの突設方向と反対方向へ延びる一対の屈曲部と、該屈曲部同士を接続する渡り部とを備え、
前記第２系列のコイルのコイルエンドが、前記スロットに挿入された挿入部から延びて前記ステータコアの端面より突出する一対の起立部と、該起立部同士を接続する渡り部とを備え、
前記第１系列のコイルと第２系列のコイルとは、前記第１系列のコイルの渡り部が、前記ティースの前記ステータコアからの突設方向と反対方向において前記第２系列のコイルの渡り部よりも外側に配置されるとともに、前記第２系列のコイルの渡り部が前記第１系列のコイルの屈曲部を跨ぐように配置されており、
前記第１系列のコイル及び第２系列のコイルそれぞれは、同一系列中にＵ相、Ｖ相、及びＷ相のコイルのうち少なくとも２相のコイルが混在するように配置されるとともに、第１系列と第２系列とで同じ相同士のコイルが接続されている電機における固定子。
前記第１系列のコイルと第２系列のコイルとは同じ相同士で直列に接続されるとともに、同じ相のコイル同士は前記第１系列のコイルと前記第２系列で同じ個数ずつ用いられる請求項１に記載の電機における固定子。
前記第１系列のコイルは全て同じ形状をなし、前記第２系列のコイルは全て同じ形状をなす請求項１又は請求項２に記載の電機における固定子。