JP2014161180A - マルチギャップ型回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】適正スロット数でトルクリップルを低減できるモータを提供する。
【解決手段】ステータ巻線に使用されるコの字状導体は、ステータコアの内側スロット８ｓおよび外側スロット９ｓに挿入される内側コイル辺１１ａおよび外側コイル辺１１ｂと、両コイル辺１１ａ、１１ｂの一端同士を連結する連結コイル辺１１ｃとを有する。
このコの字状導体は、両コイル辺１１ａ、１１ｂを内外の両スロット８ｓ、９ｓに挿入した後、両コイル辺１１ａ、１１ｂの先端側を周方向に折り曲げてコイルエンド部１１ｄ、１１ｅが形成され、他のコイルエンド部１１ｄ、１１ｅと互いの端部同士が接合される。この構成によれば、両コイル辺１１ａ、１１ｂをステータコアの側面コア１０側から両スロット８ｓ、９ｓに挿入できるので、両スロット８ｓ、９ｓを半閉スロットに形成できる。その結果、適正スロット数でトルクリップルの低減を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用、とりわけハイブリッド自動車用の高性能な小型モータに用いて好適なマルチギャップ型回転電機に関する。

従来技術として、特許文献１に開示されたマルチギャップ型回転電機がある。
この回転電機は、回転軸に連結される環状のロータと、このロータの内径側と外径側および軸方向の一端側にそれぞれ磁気ギャップを介して配置される内側コアと外側コアおよび側面コアから成るステータコアと、このステータコアに巻装されるステータ巻線とを備える。この回転電機は、ロータと内側コアおよび外側コアとの間に形成される径方向のギャップに加えて、ロータと側面コアとの間に軸方向ギャップを形成する三面ギャップ構造であり、側面コアを持たない二面ギャップ構造の回転電機と比較して、高トルク化が可能である。

三面ギャップ構造の回転電機に使用するステータ巻線は、例えばスター結線された三相コイルであり、各相のコイル毎にコイル導体を円環状に連接して形成されている。
具体的には、内側コアと外側コアおよび側面コアの各スロット内に収納されるスロット内導体部と、１磁極ピッチ毎に配設されるスロット内導体部同士を内側スロットの外部で周方向に連結する内側渡り部と、外側スロットの外部で周方向に連結する外側渡り部とを有している。このステータ巻線は、ステータコアに対して、円環状に連接されたコイル導体を側面コアと反対側から組み付けることにより、各コアのスロット内にスロット内導体部を収納できる。

特開２０１２−８０６９２号公報

ところで、特許文献１の従来技術では、ステータ巻線をステータコアに巻装する際に、円環状に連接されたコイル導体を側面コアと反対側からステータコアに組み付ける必要がある。このため、ステータコアは、コイル導体を軸方向から挿入するために開放スロット（オープンスロットとも呼ばれる）とする必要があり、トルクリップルを抑えるために通常の倍以上の多スロットにするなど、製作面で課題があった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、適正スロット数でトルクリップルを低減できるマルチギャップ型回転電機を提供することにある。

（請求項１に係る発明）
本発明は、回転軸に連結される環状のロータと、このロータの少なくとも径方向の内側と外側とにそれぞれギャップを介して配置される内側コアと外側コアを有するステータコアと、このステータコアに巻装される多相のステータ巻線とを備えるマルチギャップ型回転電機であって、ステータコアは、内側コアおよび外側コアにそれぞれ複数のスロットが周方向等ピッチに形成され、内側コアに形成されるスロットを内側スロットと呼び、外側コアに形成されるスロットを外側スロットと呼ぶ時に、内側スロットおよび外側スロットは、半閉スロットまたは閉スロットである。

ステータ巻線の各相コイルは、それぞれ、内側スロットに挿入される内側コイル辺と、外側スロットに挿入される外側コイル辺と、ステータコアの軸方向一端側で内側コイル辺と外側コイル辺の一端同士を径方向に連結する連結コイル辺とを有する複数のコの字状導体を周方向に連接して形成される。
コの字状導体は、内側スロットより軸方向に突き出る内側コイル辺の先端側を周方向に折り曲げて形成される内側コイルエンド部と、外側スロットより軸方向に突き出る外側コイル辺の先端側を周方向に折り曲げて形成される外側コイルエンド部とを有し、所定スロット数毎に内側スロットおよび外側スロットより取り出される内側コイルエンド部の端部同士および外側コイルエンド部の端部同士が接合されて周方向に連接されることを特徴とする。

本発明のステータ巻線は、各相コイルを構成する複数のコの字状導体をステータコアに組み付けた後、互いの内側コイルエンド部および外側コイルエンド部の端部同士が接合されて形成される。
上記の構成によれば、ステータコアの軸方向一端側から、コの字状導体の内側コイル辺と外側コイル辺をそれぞれ内側スロットと外側スロットに挿入できるので、内側スロットおよび外側スロットをそれぞれ半閉スロットまたは閉スロットに形成できる。これにより、トルクリップルを抑えるために通常の倍以上の多スロットにする必要はなく、適正スロット数でトルクリップルを低減できる。

また、接合部となる内側コイルエンド部および外側コイルエンド部の端部同士は、いずれもステータコアの軸方向他端側に設けられる。つまり、内側コアおよび外側コアに対し軸方向の同一側に接合箇所が揃っているので、全ての接合箇所をまとめて接合できる。

実施例１に係るステータコアと、同ステータコアに組み付けられたコの字状導体の接続状態を示す斜視図である。 実施例１に係るステータコアにコの字状導体を組み付けた状態を示す斜視図である。 図２に示すステータコアを軸方向の反側面コア側から見た平面図である。 図３に示すステータコアのＩＶ−ＩＶ断面図である。 図３に示すステータコアのＶ−Ｖ断面図である。 実施例１に係るモータの構成を模式的に示した断面図である。 実施例２に係るステータコアの構成を示す側面図である。 実施例３に係る第１巻線部と第２巻線部の結線図である。 実施例３に係る第１巻線部と第２巻線部のＵ相コイルの巻線図である。 実施例３に係る第１巻線部のＵ相コイルの巻線図である。 実施例３に係る第２巻線部のＵ相コイルの巻線図である。

本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。

（実施例１）
実施例１は、本発明のマルチギャップ型回転電機をハイブリッド自動車のエンジンと変速機との間に配置される走行用モータに適用した事例を説明する。
実施例１のモータ１は、図６に示す様に、モータハウジング２と、このモータハウジング２に一組の軸受３を介して回転自在に支持されるシャフト４と、このシャフト４にロータディスク５を介して支持される環状のロータ６と、モータハウジング２に固定されるステータコア（後述する）と、このステータコアに巻装される三相のステータ巻線７とを備える。
シャフト４は、エンジンのクランク軸に直結、またはクラッチ（図示せず）を介して連結される。
ロータディスク５は、例えば、非磁性ＳＵＳ材によって形成され、シャフト４の外周に嵌合して、シャフト４と同軸にロータ６を支持している。

ロータ６は、例えば、プレスでリング状に打ち抜いた複数枚の電磁鋼板を軸方向に積層して構成されるロータ鉄心を有し、このロータ鉄心に突極構造を設けた突極型ロータ、あるいはロータ鉄心に永久磁石を埋設した永久磁石型ロータとして構成される。
ステータコアは、ロータ６の内径側にギャップを有して配置される内側コア８と、ロータ６の外径側にギャップを有して配置される外側コア９と、ロータ６の軸方向一端側にギャップを有して配置される側面コア１０とを有する。
内側コア８と外側コア９および側面コア１０は、それぞれのコア形状にプレスで打ち抜いた複数枚の電磁鋼板を軸方向に積層して構成される。また、内側コア８と外側コア９は、軸方向の一端側で側面コア１０と機械的に結合されてロータ６と同軸に配置される。

内側コア８と外側コア９には、図３に示す様に、それぞれ軸方向に貫通する複数のスロットが周方向等ピッチに形成されている。以下、内側コア８に形成されるスロットを内側スロット８ｓと呼び、外側コア９に形成されるスロットを外側スロット９ｓと呼ぶ。
内側スロット８ｓは、内側コア８の外周面に開口するスロット開口部の幅（以下、スロット開口幅Ｓａと呼ぶ）がスロット幅Ｓｂより狭い半閉スロットとして形成されている。つまり、周方向に隣り合う内側スロット８ｓ同士の間に形成されるティース８ａの先端両側に周方向へ突き出る鍔部８ｂが設けられ、隣り合う一方のティース８ａと他方のティース８ａの鍔部８ｂ同士の間隔がスロット開口幅Ｓａである。
外側スロット９ｓは、内側スロット８ｓと同様に、外側コア９の内周面に開口するスロット開口幅Ｓａがスロット幅Ｓｂより狭い半閉スロットとして形成されている。

内側スロット８ｓの数と外側スロット９ｓの数は同数であり、例えば、磁極数を１６、毎極毎相のスロット数を２として、合計９６個ずつ形成される。また、内側スロット８ｓと外側スロット９ｓは、図３に示す様に、内側コア８と外側コア９の周方向で同一角度位置に形成され、互いのスロット開口部が径方向に対向している。
側面コア１０には、内側コア８の内側スロット８ｓと外側コア９の外側スロット９ｓとを径方向に連通する側面スロット１０ｓが周方向等ピッチに９６個形成されている。この側面スロット１０ｓは、側面コア１０の積層方向（図６に示す左右方向）に側面コア１０を貫通して形成され、且つ、内側スロット８ｓおよび外側スロット９ｓのスロット幅Ｓｂと同一寸法のスロット幅Ｓｂを有している。

ステータ巻線７は、例えば、星型結線された三相コイルによって形成され、各相のコイルが以下に説明するコの字状導体１１を周方向に連接して構成される。
コの字状導体１１は、図２に示す様に、断面矩形の平角線をコの字型に折り曲げて形成され、内側スロット８ｓに挿入される内側コイル辺１１ａと、外側スロット９ｓに挿入される外側コイル辺１１ｂと、両コイル辺の一端同士を連結する連結コイル辺１１ｃとを有する。なお、内側コイル辺１１ａおよび外側コイル辺１１ａの長さは、それぞれ内側コア８および外側コア９の軸方向長さ（積み厚）より長く形成される。
このコの字状導体１１は、ステータコアの側面コア１０側（軸方向の一端側）から組み付けられる。すなわち、ステータコアの側面コア１０側から側面スロット１０ｓを通って内側コイル辺１１ａおよび外側コイル辺１１ｂをそれぞれ内側スロット８ｓおよび外側スロット９ｓに挿入し、連結コイル辺１１ｃを側面スロット１０ｓに収納して組み付けられる。

なお、図２は、４本のコの字状導体１１を板厚方向に重ね合わせてステータコアに組み付けた状態を示している。すなわち、一つの内側スロット８ｓおよび外側スロット９ｓにそれぞれ内側コイル辺１１ａおよび外側コイル辺１１ｂが４本ずつ挿入されている。この場合、コの字状導体１１の連結コイル辺１１ｃは、軸方向に４本重なるため、その４本の連結コイル辺１１ｃが全て側面スロット１０ｓの内部に収納されるとは限らない。例えば、図４および図５に示す様に、最も外側に配置される１本の連結コイル辺１１ｃが側面スロット１０ｓの内部に納まることはなく、側面コア１０の外側（図示左側）にはみ出ている。但し、全ての連結コイル辺１１ｃが側面スロット１０ｓの内部に納まる様に、側面コア１０の積み厚を厚くすることも出来る。

ステータコアに組み付けられたコの字状導体１１は、図２に示す様に、内側コイル辺１１ａおよび外側コイル辺１１ｂの先端側（軸方向の他端側）が、内側スロット８ｓおよび外側スロット９ｓより軸方向へ突き出ている。この軸方向へ突き出た内側コイル辺１１ａの先端側を内側コア８に対して周方向の一方側へ折り曲げることで内側コイルエンド部１１ｄが形成され、外側コイル辺１１ｂの先端側を外側コア９に対して周方向の他方側へ折り曲げることで外側コイルエンド部１１ｅが形成される（図１参照）。但し、同一の内側スロット８ｓに挿入される４本の内側コイル辺１１ａは、図１に示す様に、互いの内側コイルエンド部１１ｄが交互に周方向の反対側へ折り曲げられている。同様に、４本の外側コイル辺１１ｂは、互いの外側コイルエンド部１１ｅが交互に周方向の反対側へ折り曲げられている。

各相のコイルは、それぞれ周方向に所定スロット数（実施例１では６スロット）毎に離れて配列されるコの字状導体１１同士で互いの内側コイルエンド部１１ｄの端部同士および外側コイルエンド部１１ｅの端部同士を接合（例えば溶接）して形成される。
具体的に図１を参照して説明する。なお、以下の説明において、内側スロット８ｓおよび外側スロット９ｓの深さ方向で、それぞれロータ６とのギャップ側（スロット開口部側）から反ギャップ側へ向かって順に第１層、第２層、第３層、および第４層と呼ぶ。また、周方向に６スロット離れた二つの内側スロット８ｓを一方の内側スロット８ｓおよび他方の内側スロット８ｓと呼び、同様に、周方向に６スロット離れた二つの外側スロット９ｓを一方の外側スロット９ｓおよび他方の外側スロット９ｓと呼ぶ。

内側スロット８ｓより取り出される４本の内側コイルエンド部１１ｄは、第１層と第３層とが内側コア８の周方向で一方側に折り曲げられ、第２層と第４層とが内側コア８の周方向で他方側に折り曲げられている。つまり、第１層から第４層まで交互に周方向の反対側へ折り曲げられている。よって、一方の内側スロット８ｓより取り出される第１層の内側コイルエンド部１１ｄと、他方の内側スロット８ｓより取り出される第２層の内側コイルエンド部１１ｄとが周方向に向かい合い、互いの端部同士が重なり合った状態で接合される。同様に、一方の内側スロット８ｓより取り出される第３層の内側コイルエンド部１１ｄと、他方の内側スロット８ｓより取り出される第４層の内側コイルエンド部１１ｄとが互いの端部同士で接合される。
４本の外側コイルエンド部１１ｅは、一方の外側スロット９ｓより取り出される第２層の外側コイルエンド部１１ｅと、他方の外側スロット９ｓより取り出される第１層の外側コイルエンド部１１ｅとが互いの端部同士で接合される。同様に、一方の外側スロット９ｓより取り出される第４層の外側コイルエンド部１１ｅと、他方の外側スロット９ｓより取り出される第３層の外側コイルエンド部１１ｅとが互いの端部同士で接合される。

（実施例１の作用および効果）
ステータ巻線７の各相コイルを構成する複数のコの字状導体１１は、内側スロット８ｓおよび外側スロット９ｓに内側コイル辺１１ａおよび外側コイル辺１１ｂを挿入した後、周方向に向かい合う内側コイルエンド部１１ｄの端部同士および外側コイルエンド部１１ｅの端部同士を接合して周方向に連接される。
また、内側コイルエンド部１１ｄと外側コイルエンド部１１ｅは、それぞれ内側スロット８ｓおよび外側スロット９ｓから突き出る内側コイル辺１１ａおよび外側コイル辺１１ｂの先端側を周方向に折り曲げて形成される。つまり、内側コイル辺１１ａおよび外側コイル辺１１ｂを内側スロット８ｓおよび外側スロット９ｓに挿入した後に、内側コイルエンド部１１ｄおよび外側コイルエンド部１１ｅが形成される。

上記の構成によれば、ステータコアの側面コア１０側からコの字状導体１１を軸方向に組み付けることができる。この場合、内側スロット８ｓおよび外側スロット９ｓに連結コイル辺１１ｃを通す必要がないので、内側スロット８ｓおよび外側スロット９ｓをそれぞれ半閉スロットに形成できる。これにより、トルクリップルを抑えるために通常の倍以上の多スロットにする必要はなく、適正スロット数でトルクリップルの低減を図ることができる。なお、「適正スロット数」とは、実施例１に記載した３相モータであれば、毎極毎相のスロット数が２〜３（実施例１では２）となる。その理由は、毎極毎相のスロット数が１の場合は、スロット数が少ないためにトルクリップルが大きくなる。一方、毎極毎相のスロット数が４以上の場合は、スロット数が多くなることで、巻線が難しくなる割りにトルクリップルの低減効果も頭打ちになるためである。

また、周方向に向かい合う一方の内側コイルエンド部１１ｄと他方の内側コイルエンド部１１ｄの端部同士および一方の外側コイルエンド部１１ｅと他方の外側コイルエンド部１１ｅの端部同士は、いずれもステータコアの反側面コア側（軸方向の他端側）で接合される。つまり、内側コア８および外側コア９に対し軸方向の同一側に接合箇所が揃っているので、全ての接合箇所をまとめて接合できる。
さらに、ステータコアは、内側コア８と外側コア９とが側面コア１０によって機械的に結合された一体構造となっているので、コの字状導体１１の内側コイル辺１１ａおよび外側コイル辺１１ｂを内側スロット８ｓおよび外側スロット９ｓに同時に挿入できる。

また、実施例１では、ロータ６の軸方向一端側にギャップを有して側面コア１０を配置し、その側面コア１０に形成される側面スロット１０ｓにコの字状導体１１の連結コイル辺１１ｃを収納しているので、ステータコアを軸方向に延ばすことなく、側面コア１０による磁気回路を形成できる。すなわち、ロータ６と内側コア８および外側コア９との間に形成される径方向のギャップに加えて、ロータ６と側面コア１０との間に軸方向ギャップを形成する三面ギャップ構造とすることで、モータ１を高トルク化できる。

以下、本発明に係る他の実施例（実施例２、３）を説明する。
なお、実施例１と同一名称で記載した部品については、実施例１と同一番号を付与し、重複する説明は省略する。
（実施例２）
この実施例２は、側面コア１０をスロットレス構造とした事例である。
上記の実施例１では、側面コア１０に側面スロット１０ｓを形成しているが、側面スロット１０ｓを有していないスロットレス構造の側面コア１０を採用することもできる。

スロットレス構造の側面コア１０は、図７に示す様に、内側コア８および外側コア９に巻装されるステータ巻線７の連結コイル辺１１ｃに当接して配置される。
この実施例２の構成でも、実施例１と同じく、内側スロット８ｓおよび外側スロット９ｓを半閉スロットにできるので、適正スロット数でトルクリップルの低減を図ることができる。また、側面コア１０にティースが形成されることはないが、側面コア１０に磁気回路としての機能を持たせることはできるので、側面コア１０を持たない二面ギャップ構造のモータと比較して高トルク化が可能である。

（実施例３）
この実施例３は、ステータ巻線７が二組の三相コイル（以下、二組の三相コイルを第１巻線部７Ａ、第２巻線部７Ｂと呼ぶ）を有し、その第１巻線部７Ａと第２巻線部７Ｂとが並列回路を構成する事例である。
好ましい事例は、実施例１に記載した３相、１６極、１極当たりスロット数＝６、スロット内導体数＝４であるが、ここでは、巻線仕様を簡略化して説明するために、３相、４極、１極当たりスロット数＝３、スロット内導体数＝２とする。なお、スロット内導体数とは、一つの内側スロット８ｓおよび外側スロット９ｓに挿入される内側コイル辺１１ａおよび外側コイル辺１１ｂの本数（層数）を言う。

第１巻線部７Ａと第２巻線部７Ｂは、図８に示す様に、それぞれ星型結線されたＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルを有する。
この第１巻線部７Ａと第２巻線部７Ｂは、それぞれ１相分（例えばＵ相）だけを図示すると、図９の巻線図で模式的に表すことができる。また、第１巻線部７ＡのＵ相は、図１０の巻線図で表すことができ、第２巻線部７ＢのＵ相は、図１１の巻線図で表すことができる。なお、図９〜図１１は、それぞれ内側コア８および外側コア９のスロット開口部側を紙面手前側として図示している。
ここで、内側スロット８ｓおよび外側スロット９ｓの深さ方向で、それぞれロータ６に対向するギャップ側（スロットの開口部側）を第１層、反ギャップ側（スロットの底部側）を第２層と呼ぶ時、図９〜図１１に示す破線が第１層、実線が第２層に対応する。

また、図９〜図１１には、第１巻線部７Ａと第２巻線部７ＢのＵ相引き出し線をそれぞれＵａ、Ｕｂ、第１巻線部７Ａと第２巻線部７Ｂの中性点接続部をそれぞれＮａ、Ｎｂと表記し、巻線図の中央部にはステータコアのスロットに番号（１〜１２）を付している。以下、スロットを述べる時は、番号を付して記載する。例えば、番号７のスロットをスロット７と記載する。
さらに、図９〜図１１に示すＵ相巻線図は、図示左側に表記した外側コイルエンド接合部、外側コイルエンド部、外側スロット部、連結コイル部、内側スロット部、内側コイルエンド部、内側コイルエンド接合部に対応している。

なお、外側スロット部は、外側スロット９ｓに挿入される外側コイル辺１１ｂ、内側スロット部は、内側スロット８ｓに挿入される内側コイル辺１１ａ、連結コイル部は、側面スロット１０ｓに収納される連結コイル辺１１ｃに該当する。以下、外側スロット部、連結コイル部、および内側スロット部を総称してスロット内導体部と呼ぶ。但し、ステータコアに側面スロット１０ｓが形成されていない場合、例えば、側面コア１０を持たない場合は、連結コイル辺１１ａがスロット内に収納されることはないが、ここでは、便宜上、スロット内導体部の一部として説明する。

第１巻線部７ＡのＵ相は、図１０に示す様に、スロット７の第１層、スロット４の第２層、スロット１の第１層、およびスロット１０の第２層にそれぞれスロット内導体部が挿入される４本のコの字状導体１１を波状に接合して形成される。以下、スロット７に挿入されるコの字状導体１１を第１コイル導体と呼び、スロット４に挿入されるコの字状導体１１を第２コイル導体と呼び、スロット１に挿入されるコの字状導体１１を第３コイル導体と呼び、スロット１０に挿入されるコの字状導体１１を第４コイル導体と呼ぶ。

第１コイル導体は、外側コイルエンド部１１ｅがＵ相引き出し線Ｕａに接合または一つながりの線として延長され、内側コイルエンド部１１ｄが第２コイル導体の内側コイルエンド部１１ｄと互いの端部同士で接合される。
第２コイル導体は、外側コイルエンド部１１ｅが第３コイル導体の外側コイルエンド部１１ｅと互いの端部同士で接合される。
第３コイル導体は、内側コイルエンド部１１ｄが第４コイル導体の内側コイルエンド部１１ｄと互いの端部同士で接合される。
第４コイル導体は、外側コイルエンド部１１ｅが中性点接続部Ｎａに接合または一つながりの線として延長される。

第２巻線部７ＢのＵ相は、図１１に示す様に、スロット１の第２層、スロット４の第１層、スロット７の第２層、およびスロット１０の第１層にそれぞれスロット内導体部が挿入される４本のコの字状導体１１を波状に接合して形成される。以下、スロット１に挿入されるコの字状導体１１を第１コイル導体と呼び、スロット４に挿入されるコの字状導体１１を第２コイル導体と呼び、スロット７に挿入されるコの字状導体１１を第３コイル導体と呼び、スロット１０に挿入されるコの字状導体１１を第４コイル導体と呼ぶ。

第１コイル導体は、外側コイルエンド部１１ｅがＵ相引き出し線Ｕｂに接合または一つながりの線として延長され、内側コイルエンド部１１ｄが第２コイル導体の内側コイルエンド部１１ｄと互いの端部同士で接合される。
第２コイル導体は、外側コイルエンド部１１ｅが第３コイル導体の外側コイルエンド部１１ｅと互いの端部同士で接合される。
第３コイル導体は、内側コイルエンド部１１ｄが第４コイル導体の内側コイルエンド部１１ｄと互いの端部同士で接合される。
第４コイル導体は、外側コイルエンド部１１ｅが中性点接続部Ｎｂに接合または一つながりの線として延長される。

以上のように、第１巻線部７Ａを構成する第１〜第４コイル導体、および、第２巻線部７Ｂを構成する第１〜第４コイル導体は、それぞれのスロット内導体部が各スロット内の第１層と第２層とを交互に同じ総数だけ配置される。いわゆる転位配置されている。これは、内側コア８と外側コア９の両方に内外コイルエンド接合部を設けたことで実現可能となったものである。
なお、第１巻線部７Ａおよび第２巻線部７ＢのＵ相以外、つまり、Ｖ相、Ｗ相についても、Ｕ相と同様に結線される。

ここで、第１巻線部７ＡのＵ相は、図１０に示した様に、Ｕ相引き出し線Ｕａからスロット７→スロット４→スロット１→スロット１０を通って中性点接続部Ｎａに接合されるまでの巻線経路が、紙面右側から左側に進行している（回転機としては、ステータコアをロータ６側から見て反時計周りに進行している）。
一方、第２巻線部７ＢのＵ相は、図１１に示した様に、Ｕ相引き出し線Ｕｂからスロット１→スロット４→スロット７→スロット１０を通って中性点接続部Ｎｂに接合されるまでの巻線経路が、紙面左側から右側に進行している（回転機としては、ステータコアをロータ６側から見て時計周りに進行している）。

この様に、第１巻線部７Ａおよび第２巻線部７Ｂを構成する第１〜第４コイル導体は、互いに異なる周方向に対称な形で波状に連なり、且つ、前述した様に、各スロット内の第１層と第２層とに交互に同じ総数だけ転位配置されている。この構成によれば、第１巻線部７Ａと第２巻線部７Ｂの導体長さ（全長）を同等にできるので、電気抵抗の差は無視できる程小さい。また、磁気的な特性（インダクタンス）の差も小さい。
以上のように、電気磁気特性の差が少ない第１巻線部７Ａと第２巻線部７Ｂとを並列接続して並列回路を構成しているので、製作誤差などによりステータコアとロータ６との間にギャップアンバランスが生じても、並列回路間の循環電流を無くすことができる。その結果、良好なモータ効率を維持することができる優れた効果を発揮する。

また、並列回路に替えて導体断面積を２倍にした場合に比べて、コイルの加工性が良く、コイルエンドも短く製作できる効果がある。
なお、実施例３では、巻線仕様を簡略化するためにスロット内導体数＝２として説明したが、実施例１の事例と同じく、スロット内導体数＝４の場合でも、第１巻線部７Ａと第２巻線部７Ｂとで並列回路を構成できる。すなわち、各スロット内の第１層と第２層および第３層と第４層とで交互に同じ総数だけ転位配置して第１巻線部７Ａと第２巻線部７Ｂとを並列接続することで並列回路を構成できる。

（変形例）
実施例１では、内側コア８に形成される内側スロット８ｓおよび外側コア９に形成される外側スロット９ｓを半閉スロットとしたが、スロット開口部を有していない閉スロットとすることもできる。
実施例１、２に記載したモータ１は、ステータコアに側面コア１０を設けているが、請求項１に係る本発明は、側面コア１０を持たないステータコアにも適用できる。あるいは、側面コア１０に替えて内側コア８および外側コア９と機械的に結合されてロータ６と同軸に連結する連結部材を設けることもできる。この連結部材は、例えば、ステンレス等の非磁性材によって形成される。なお、連結部材には、側面コア１０の側面スロット１０ｓに相当する連通溝が形成され、この連通溝が内側コア８の内側スロット８ｓと外側コア９の外側スロット９ｓとに連通する。

１ モータ（マルチギャップ型回転電機）
４ シャフト（回転軸）
６ ロータ
７ ステータ巻線
７Ａ 第１巻線部
７Ｂ 第２巻線部
８ 内側コア（ステータコア）
８ｓ 内側スロット
９ 外側コア（ステータコア）
９ｓ 外側スロット
１０ 側面コア（連結部材、ステータコア）
１０ｓ 側面スロット
１１ コの字状導体
１１ａ 内側コイル辺
１１ｂ 外側コイル辺
１１ｃ 連結コイル辺
１１ｄ 内側コイルエンド部
１１ｅ 外側コイルエンド部

Claims (4)

1. 回転軸に連結される環状のロータ（６）と、
   このロータ（６）の少なくとも径方向の内側と外側とにそれぞれギャップを介して配置される内側コア（８）と外側コア（９）を有するステータコアと、
   このステータコアに巻装される多相のステータ巻線（７）とを備えるマルチギャップ型回転電機（１）であって、
   前記ステータコアは、前記内側コア（８）および前記外側コア（９）にそれぞれ複数のスロットが周方向等ピッチに形成され、前記内側コア（８）に形成される前記スロットを内側スロット（８ｓ）と呼び、前記外側コア（９）に形成される前記スロットを外側スロット（９ｓ）と呼ぶ時に、前記内側スロット（８ｓ）および前記外側スロット（９ｓ）は、半閉スロットまたは閉スロットであり、
   前記ステータ巻線（７）の各相コイルは、それぞれ、前記内側スロット（８ｓ）に挿入される内側コイル辺（１１ａ）と、前記外側スロット（９ｓ）に挿入される外側コイル辺（１１ｂ）と、前記ステータコアの軸方向一端側で前記内側コイル辺（１１ａ）と前記外側コイル辺（１１ｂ）の一端同士を径方向に連結する連結コイル辺（１１ｃ）とを有する複数のコの字状導体（１１）を周方向に連接して形成され、
   前記コの字状導体（１１）は、
   前記内側スロット（８ｓ）より軸方向に突き出る前記内側コイル辺（１１ａ）の先端側を周方向に折り曲げて形成される内側コイルエンド部（１１ｄ）と、前記外側スロット（９ｓ）より軸方向に突き出る前記外側コイル辺（１１ｂ）の先端側を周方向に折り曲げて形成される外側コイルエンド部（１１ｅ）とを有し、所定スロット数毎に前記内側スロット（８ｓ）および前記外側スロット（９ｓ）より取り出される前記内側コイルエンド部（１１ｄ）の端部同士および前記外側コイルエンド部（１１ｅ）の端部同士が接合されて周方向に連接されることを特徴とするマルチギャップ型回転電機。
2. 請求項１に記載したマルチギャップ型回転電機（１）において、
   前記内側コイルエンド部（１１ｄ）は、前記内側スロット（８ｓ）より軸方向に突き出る前記内側コイル辺（１１ａ）の先端側を周方向の一方側へ折り曲げて形成され、
   前記外側コイルエンド部（１１ｅ）は、前記外側スロット（９ｓ）より軸方向に突き出る前記外側コイル辺（１１ｂ）の先端側を周方向の他方側へ折り曲げて形成されることを特徴とするマルチギャップ型回転電機。
3. 請求項１または２に記載したマルチギャップ型回転電機（１）において、
   前記ステータコアは、前記ロータ（６）の軸方向一端側にギャップを有して配置される側面コア（１０）を有し、この側面コア（１０）は、前記内側コア（８）と前記外側コア（９）とに軸方向の一端側で機械的に結合され、且つ、前記内側スロット（８ｓ）と前記外側スロット（９ｓ）に連通して前記側面コア（１０）を軸方向に貫通する側面スロット（１０ｓ）を有し、
   前記コの字状導体（１１）は、前記連結コイル辺（１１ｃ）が前記側面スロット（１０ｓ）に収納されることを特徴とするマルチギャップ型回転電機。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載したマルチギャップ型回転電機（１）において、
   前記ステータ巻線（７）は、各相毎に複数の前記コの字状導体（１１）を周方向に連接して形成されて並列回路を構成する第１巻線部（７Ａ）と第２巻線部（７Ｂ）を有し、
   前記第１巻線部（７Ａ）および前記第２巻線部（７Ｂ）は、それぞれ各相毎に前記内側コイル辺（１１ａ）および前記外側コイル辺（１１ｂ）が所定スロット数毎に前記内側スロット（８ｓ）内および前記外側スロット（９ｓ）内で径方向に転位配置して収納されることを特徴とするマルチギャップ型回転電機。

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