JP2018042423A - コイルおよびコイルを備えた回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルおよびコイルを備えた回転電機を小型化する。【解決手段】導線が複数ターン巻回された状態で鉄心１１に形成された二つのスロット１１ａに組み込まれて成り、前記導線が前記スロット１１ａ内で軸方向に延びるコイルサイド２１と、前記導線が前記スロット１１ａ外で周方向に延びるコイルエンド２２とを有するコイル１２であって、前記コイルエンド２２が、前記コイルサイド２１に対して前記鉄心１１の径方向内側または径方向外側に向けて折り曲げられ、前記鉄心１１の径方向に複数段形成されて成る。【選択図】図１

Description

本発明は、コイルおよびコイルを備えた回転電機に関する。

回転電機は、ケーシング等に固定される固定子と当該固定子に対して回転自在に支持される回転子とを備え、磁気作用を利用することによって固定子に対して回転子を回転駆動するものである。

例えば、インナーロータ型の多相交流回転電機においては、固定子は略円筒形状の固定子鉄心に多相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の固定子巻線が設けられて成り、各相の固定子巻線に位相を異にする交流電流が供給されることによって固定子に回転磁界が生じ、この回転磁界によって回転自在に支持された回転子が回転駆動されるようになっている。

このような回転電機における各相の固定子巻線は、固定子鉄心のスロットに組み込まれた多数のコイルセグメントが各相毎に電気的に接続されている。コイルセグメントは、導線を複数ターン巻回して略環状に形成されたものであり、各相のコイルセグメントは、周方向に沿って所定ピッチ離間してスロットに組み込まれた状態で電気的に接続されている。このとき、固定子巻線が分布巻きである場合には、各相のコイルセグメントは、スロットに組み込まれた状態で互いに干渉しないように形成される（例えば、特許文献１参照）。

ここで、三相交流回転電機における固定子を図７および図８に示し、形状を異にする各相のコイルセグメントについて図７および図８を参照して説明する。図７および図８に示すように、固定子２０１は、略円筒形状の固定子鉄心２１１に三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の固定子巻線２１２ａ，２１３ａ，２１４ａが設けられて成り、各相の固定子巻線２１２ａ，２１３ａ，２１４ａは、固定子鉄心２１１のスロット２１１ａに組み込まれた多数のコイルセグメント２１２，２１３，２１４が各相毎に電気的に接続されている。

各相のコイルセグメント２１２，２１３，２１４は、導線を複数ターン（図７および図８においては、六ターン）巻回して略環状に形成されたものであり、固定子鉄心２１１（スロット２１１ａ）内において複数ターン分の導線が径方向に並べられて成るコイルサイド２２１，２３１，２４１に対して固定子鉄心２１１（スロット２１１ａ）の軸方向に突出するコイルエンド２２２，２３２，２４２の形状を異にして形成されている。

Ｕ相のコイルセグメント２１２は、コイルエンド２２２がコイルサイド２２１に対して径方向外側（図７においては上方側、図８においては右方側）に折り曲げられるように形成されて成る。Ｕ相のコイルセグメント２１２において、コイルサイド２２１は、複数ターン（図７および図８においては、六ターン）分の導線が径方向（図７においては上下方向、図８においては左右方向）に並べられて成り、コイルエンド２２２は、複数ターン（図７および図８においては、六ターン）分の導線が軸方向（図８においては、上下方向）に並べられて成る。

Ｗ相のコイルセグメント２１３は、コイルエンド２３２がコイルサイド２３１に対して径方向内側（図７においては下方側、図８においては左方側）に折り曲げられるように形成されて成る。Ｗ相のコイルセグメント２１３において、コイルサイド２３１は、複数ターン（図７および図８においては、六ターン）分の導線が径方向に並べられて成り、コイルエンド２３２は、複数ターン（図７および図８においては、六ターン）分の導線が軸方向に並べられて成る。

Ｖ相のコイルセグメント２１４は、Ｕ相およびＷ相のコイルセグメント２１２，２１３におけるコイルエンド２２２，２３２を跨ぐように、コイルエンド２４２がコイルサイド２４１に対して周方向（図７においては、左右方向）内側に折り曲げられるように形成されて成る。Ｖ相のコイルセグメント２１４において、コイルサイド２４１は、複数ターン（図７および図８においては、六ターン）分の導線が径方向に並べられて成り、コイルエンド２４２は、複数ターン（図７および図８においては、六ターン）分の導線が径方向に並べられて成る。

このように、各相のコイルセグメント２１２，２１３，２１４は、コイルサイド２２１，２３１，２４１に対するコイルエンド２２２，２３２，２４２の形状をそれぞれ異にして形成されることにより、互いに干渉することなく固定子鉄心２１１のスロット２１１ａに組み込まれている。

国際公開２０１１／１４２２６４号

各産業分野においては、回転電機（電動機、発電機等）の小型化が求められている。特に、回転電機が設置される箇所における軸方向寸法の制約が厳しい場合には、回転電機の軸方向寸法を少しでも短縮することが強く要求されている。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、コイルおよびコイルを備えた回転電機を小型化することを目的とする。

上記課題を解決する第一の発明に係るコイルは、導線が複数ターン巻回された状態で鉄心に形成された二つのスロットに組み込まれて成り、前記導線が前記スロット内で軸方向に延びるコイルサイドと、前記導線が前記スロット外で周方向に延びるコイルエンドとを有するコイルであって、前記コイルエンドが、前記コイルサイドに対して前記鉄心の径方向内側または径方向外側に向けて折り曲げられ、前記鉄心の径方向に複数段形成されて成るものであることを特徴とする。

上記課題を解決する第二の発明に係るコイルは、第一の発明に係るコイルにおいて、前記コイルエンドが、前記コイルサイドに対して前記鉄心の径方向内側または径方向外側に折り曲げられて成るコイルエンド部と、前記コイルサイドに対して前記鉄心の周方向内側に折り曲げられると共に前記鉄心の径方向内側または径方向外側に折り曲げられて成る内側コイルエンド部とを有するものであることを特徴とする。

上記課題を解決する第三の発明に係るコイルは、第一または第二の発明に係るコイルにおいて、前記コイルエンドが、前記コイルサイドに対して前記鉄心の径方向内側または径方向外側に折り曲げられて成るコイルエンド部と、前記コイルサイドに対して前記鉄心の周方向外側に折り曲げられると共に前記鉄心の径方向内側または径方向外側に折り曲げられて成る外側コイルエンド部とを有するものであることを特徴とする。

上記課題を解決する第四の発明に係るコイルは、第一から第三のいずれか一つの発明に係るコイルにおいて、前記導線の断面形状が矩形であることを特徴とする。

上記課題を解決する第五の発明に係る回転電機は、筒状の固定子と、前記固定子に対して回転自在に支持される回転子とを備えた回転電機において、前記固定子に組み込まれるコイルが、第一から第四のいずれか一つの発明に係るものであることを特徴とする。

第一の発明に係るコイルによれば、コイルエンドの軸方向長さを短くすることができる。

第二の発明に係るコイルによれば、簡易な構成でコイルエンドの軸方向長さを短くすることができる。また、コイルを構成する導線の長さを短くすることができる。よって、製造コストを低減すると共に、電気抵抗を低減することができる。

第三の発明に係るコイルによれば、簡易な構成でコイルエンドの軸方向長さを短くすることができる。また、コイルを構成する導線の長さを短くすることができる。よって、製造コストを低減すると共に、電気抵抗を低減することができる。

第四の発明に係るコイルによれば、断面形状が矩形の平角導線（または角線）を用いたコイルエンドの軸方向長さを短くすることができる。

第五の発明に係る回転電機によれば、固定子の軸方向長さ、すなわち、回転電機の軸方向長さを短くすることができる。

実施例１に係るコイルを備えた回転電機における固定子の構造を示す説明図である。 実施例１に係るコイルを備えた回転電機における固定子を示す部分断面図（図１におけるII−II矢視断面図）である。 実施例１に係るコイルを備えた回転電機における固定子を示す部分断面図（図１におけるIII−III矢視断面図）である。 実施例２に係るコイルを備えた回転電機における固定子の構造を示す説明図である。 実施例２に係るコイルを備えた回転電機における固定子を示す部分断面図（図４におけるＶ−Ｖ矢視断面図）である。 実施例２に係るコイルを備えた回転電機における固定子を示す部分断面図（図４におけるVI−VI矢視断面図）である。 従来のコイルを備えた回転電機における固定子の構造を示す説明図である。 従来のコイルを備えた回転電機における固定子を示す部分断面図（図７におけるVIII−VIII矢視断面図）である。

以下に、本発明に係るコイルを備えた回転電機の実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施例は、本発明に係る回転電機を、ケーシング等に固定される略円筒形状の固定子（ステータ）と回転自在に支持される略円柱形状の回転子（ロータ）とを備え、位相を異にする多相の交流電流によって動作するインナーロータ型の交流回転電機に採用し、本発明に係るコイルを、当該回転電機における固定子巻線に採用したものである。

もちろん、本発明は以下の実施例に限定されず、本発明に係る回転電機をアウターロータ型の回転電機に採用しても良く、本発明に係るコイルを回転電機における回転子巻線に採用しても良い。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であることは言うまでもない。

［実施例１］
本発明の実施例１に係る回転電機に備えられる固定子の構造について、図１から図３を参照して説明する。

図１に示すように、固定子１には、図示しないケーシング等に固定される略円筒形状の固定子鉄心（ステータコア）１１が設けられている。固定子鉄心１１には、径方向内側（図１においては、下方側）に開口して軸方向に延びるスロット１１ａが形成されており、このスロット１１ａは、固定子鉄心１１の周方向（図１においては、左右方向）に所定距離離間して多数配置されている。ここで、図１には、固定子１の一部を軸方向一方側から見た正面図を示している。

また、固定子１には、固定子鉄心１１の径方向内側に巻装されるコイルセグメント１２が設けられている。コイルセグメント１２は、外周面に絶縁被覆を持つ断面形状が矩形（長方形）の平角導線から成り、当該平角導線が複数のスロット１１ａを隔てた二つのスロットに複数ターン（本実施例においては、六ターン）巻回されて組み込まれたものである。

ここで、図１には、図を見易くするために、一つのコイルセグメント１２のみを図示している。図１には、全てのコイルセグメントを図示していないが、本実施例に係る回転電機は、位相を異にする三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電流によって動作するものであり、この回転電機に備えられる固定子１は、三相の固定子巻線を備えるものである。そして、コイルセグメント１２は、固定子１の周方向に所定ピッチ離間して複数設けられるものであり、これら複数のコイルセグメント１２が電気的に接続されることにより、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のうちの一相分（例えば、Ｕ相）の固定子巻線が構成されるものとする。

図１から図３に示すように、コイルセグメント１２は、スロット１１ａ内において略軸方向（図２および図３においては、上下方向）に延びる一対のコイルサイド（コイル辺）２１と、この一対のコイルサイド２１を接続するようにスロット１１ａ外において略周方向（図２においては、左右方向）に延びる一対のコイルエンド２２とから構成されている。

なお、図１から図３には、軸方向一方側（図２および図３においては、上方側）のコイルエンド２２のみを図示し、軸方向他方側（図２および図３においては、下方側）のコイルエンドは図示を省略している。また、他相（例えば、Ｖ相、Ｗ相）の固定子巻線を構成するコイルセグメント（不図示）は、図示のコイルセグメント１２とコイルエンド２２の形状を異にするものであり、コイルセグメント１２と共に互いに干渉しないように固定子鉄心１１に巻装されるものとする。

コイルサイド２１は、コイルセグメント１２を構成する六ターン分の平角導線から成る。コイルサイド２１において、六ターン分の平角導線は、スロット１１ａの深さ方向（径方向であって、図１においては上下方向、図３においては左右方向）に並べられた状態で、軸方向に延びている。

コイルエンド２２は、コイルサイド２１を構成する六ターン分の平角導線のうち径方向外側（図１においては上方側、図３においては右方側）に位置する三ターン分の平角導線から成る第一のコイルエンド部３１と、コイルサイド２１を構成する六ターン分の平角導線のうち径方向内側（図３においては、左方側）に位置する三ターン分の平角導線から成る第二のコイルエンド部３２とから構成されている。

第一のコイルエンド部３１は、一対のコイルサイド２１における軸方向一方側の端部から軸方向に延びる一対の軸方向延設部３１ａと、これら一対の軸方向延設部３１ａの軸方向一方側の端部から径方向外側に向けて折り曲げられて径方向に延びる一対の径方向延設部３１ｂと、これら一対の径方向延設部３１ｂにおける径方向外側の端部からそれぞれ周方向内側（一対の径方向延設部３１ｂが互いに周方向に接近する方向であって、図２においては右方側）に向けて折り曲げられて当該一対の径方向延設部３１ｂを繋ぐように周方向に延びる周方向延設部３１ｃとから構成されている。

第二のコイルエンド部３２は、一対のコイルサイド２１における軸方向一方側の端部から軸方向に延びる一対の軸方向延設部３２ａと、これら一対の軸方向延設部３２ａにおける軸方向一方側の端部から径方向外側に向けて折り曲げられて径方向に延びる一対の径方向延設部３２ｂと、これら一対の径方向延設部３２ｂにおける径方向外側の端部からそれぞれ周方向内側に向けて折り曲げられて当該一対の径方向延設部３２ｂを繋ぐように周方向に延びる周方向延設部３２ｃとから構成されている。

ここで、第二のコイルエンド部３２における一対の軸方向延設部３２ａには、その一部が周方向内側に折り曲げられた折り曲げ部３２ｄが設けられており、軸方向延設部３２ａにおける軸方向一方側の端部は、当該軸方向延設部３２ａにおける軸方向他方側の端部の周方向内側に位置している。

つまり、第二のコイルエンド部３２は、一対の軸方向延設部３２ａに折り曲げ部３２ｄを有することにより、一対の軸方向延設部３２ａにおける軸方向一方側の端部および一対の径方向延設部３２ｂが第一のコイルエンド部３１における一対の軸方向延設部３１ａおよび一対の径方向延設部３１ｂの周方向内側に位置し、周方向延設部３２ｃが第一のコイルエンド部３１における周方向延設部３１ｃの径方向内側に位置している。

そして、第一のコイルエンド部３１における径方向延設部３１ｂと第二のコイルエンド部３２における径方向延設部３２ｂとが周方向における位置を異にし、第一のコイルエンド部３１における周方向延設部３１ｃと第二のコイルエンド部３２における周方向延設部３２ｃとが径方向における位置を異にしていることにより、第一のコイルエンド部３１と第二のコイルエンド部３２とは、互いに干渉することなく、軸方向の位置を同じくしている。

ここで、第一のコイルエンド部３１における径方向延設部３１ｂおよび周方向延設部３１ｃ、ならびに、第二のコイルエンド部３２における径方向延設部３２ｂおよび周方向延設部３２ｃは、それぞれ三ターン分の平角導線が軸方向に積み重ねられて成り、その軸方向長さは、三ターン分の平角導線の幅（ｔ×３）である。

以上のように、コイルサイド２１に対して径方向外側に向けて折り曲げられて成るコイルエンド２２は、第一のコイルエンド部３１と第二のコイルエンド部３２とを有することにより、径方向に複数段（本実施例においては、二段）に形成されて成る。

よって、コイルエンド２２は、従来技術のコイルセグメントと比較して（図３における二点鎖線参照）、三ターン分の平角導線の幅（ｔ×３）だけ軸方向に短く、当該コイルエンド２２を軸方向両端に備えたコイルセグメント１２、当該コイルセグメント１２を備えた固定子１、および当該固定子１を備えた回転電機は、従来技術と比較して軸方向に小さいものとなる。ここで、従来技術のコイルセグメントは、六ターン分の平角導線が径方向に並んで配置されたコイルサイドに対して、単に径方向外側へ折り曲げることによってコイルエンドが形成されたものであり、例えば、図７および図８におけるコイル２１２とする。

また、本実施例によれば、コイルセグメント１２を構成する平角導線の長さを短くすることができるので、当該コイルセグメント１２の製造コストを低減すると共に、コイルセグメント１２に生じる電気抵抗を低減することができる。

本発明に係るコイルは、本実施例のように、折り曲げ部３２ｄを軸方向延設部３２ａに設けたものに限定されず、例えば、折り曲げ部を径方向延設部に設けたものであっても良い。このように折り曲げ部を径方向延設部に設ける場合には、軸方向延設部を省略し、一対のコイルサイドにおける軸方向一方側の端部から径方向外側に向けて折り曲げつつ周方向内側に折り曲げて径方向に延びるようにコイルエンドを形成しても良い。

また、本発明に係るコイルは、本実施例のように、コイルサイド２１を構成する六ターン分の平角導線のうち径方向外側に位置する三ターン分の平角導線を径方向外側に折り曲げることによって第一のコイルエンド部３１を形成し、コイルサイド２１を構成する六ターン分の平角導線のうち径方向内側に位置する三ターン分の平角導線を周方向内側かつ径方向外側に折り曲げることによって第一のコイルエンド部３１の径方向内側に位置する第二のコイルエンド部３２を形成したものに限定されない。

例えば、コイルサイドを構成する六ターン分の平角導線のうち径方向内側に位置する三ターン分の平角導線を径方向外側に折り曲げることによって第一のコイルエンド部を形成し、コイルサイドを構成する六ターン分の平角導線のうち径方向外側に位置する三ターン分の平角導線を周方向内側かつ径方向外側に折り曲げることによって第一のコイルエンド部の径方向内側に位置する第二のコイルエンド部を形成したものであっても良い。

また、本発明に係るコイルは、本実施例のように、第一のコイルエンド部３１と第二のコイルエンド部３２とを形成し、径方向に二段から成るコイルエンド２２を備えたものに限定されず、例えば、第二のコイルエンド部の径方向内側に位置する第三のコイルエンド（不図示）等を形成し、径方向に三段（または、四段以上）から成るコイルエンドを備えたものであっても良い。

このように三段から成るコイルエンドを備えた場合には、径方向の位置を異にする三つのコイルエンド部（第一のコイルエンド部、第二のコイルエンド部、第三のコイルエンド部）を、コイルサイドを構成する六ターン分の平角導線のうち、それぞれ二ターン分の平角導線から成るものとし、軸方向の長さ（軸方向寸法）をより短くすることができる。

また、本発明に係るコイルは、本実施例のように、コイルサイド２１に対して固定子鉄心１１の径方向外側に向けて折り曲げられた（スロット１１ａの径方向外側を延設される）コイルエンド２２を複数段に形成したものに限定されない。例えば、コイルサイドに対して鉄心の径方向内側に向けて折り曲げられた（スロットの径方向内側を延設される）エンド（例えば、図７および図８におけるコイルエンド２３２）を複数段に形成したものであっても良い。

［実施例２］
本発明の実施例２に係る回転電機は、コイルセグメント１１２におけるコイルエンド１２２の形状を異にすることを除いて、前述の実施例１に係る回転電機と同様の構成を備えたものである。よって、本発明の実施例１と同様の構成についての説明は、適宜省略する。

本実施例に係る回転電機に備えられる固定子の構造について、図４から図６を参照して説明する。

図４に示すように、固定子１０１には、図示しないケーシング等に固定される略円筒形状の固定子鉄心１１１と、この固定子鉄心１１１に形成されたスロット１１１ａに組み込まれるコイルセグメント１１２とが設けられている。

ここで、図４には、固定子１０１の一部を軸方向一方側から見た正面図を示し、図を見易くするために、一つのコイルセグメント１１２のみを図示している。図４には、全てのコイルセグメントを図示していないが、本実施例に係る回転電機は、位相を異にする三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電流によって動作するものであり、この回転電機に備えられる固定子１０１は、三相の固定子巻線を備えるものである。そして、コイルセグメント１１２は、固定子１０１の周方向に所定ピッチ離間して複数設けられるものであり、これら複数のコイルセグメント１１２が電気的に接続されることにより、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のうちの一相分（例えば、Ｕ相）の固定子巻線が構成されるものとする。

図４から図６に示すように、コイルセグメント１１２は、スロット１１１ａ内において略軸方向（図５および図６においては、上下方向）に延びる一対のコイルサイド（コイル辺）１２１と、この一対のコイルサイド１２１を接続するようにスロット１１１ａ外において略周方向（図５においては、左右方向）に延びる一対のコイルエンド１２２とから構成される略環状に形成されている。

なお、図４から図６には、軸方向一方側（図５および図６においては、上方側）のコイルエンド１２２のみを図示し、軸方向他方側（図５および図６においては、下方側）のコイルエンドは図示を省略し、他相（例えば、Ｖ相、Ｗ相）の固定子巻線を構成するコイルセグメント（不図示）は、図示のコイルセグメント１１２とコイルエンド１２２の形状を異にするものであり、コイルセグメント１１２と共に互いに干渉しないように固定子鉄心１１１に巻装されるものとする。

コイルサイド１２１は、コイルセグメント１１２を構成する六ターン分の平角導線から成る。コイルサイド１２１において、六ターン分の平角導線は、スロット１１１ａの深さ方向（径方向であって、図４においては上下方向、図６においては左右方向）に並べられた状態で、軸方向に延びている。

コイルエンド１２２は、コイルサイド１２１を構成する六ターン分の平角導線のうち径方向内側（図４においては下方側、図６においては左方側）に位置する三ターン分の平角導線から成る第一のコイルエンド部１３１と、コイルサイド１２１を構成する六ターン分の平角導線のうち径方向外側（図４においては上方側、図６においては右方側）に位置する三ターン分の平角導線から成る第二のコイルエンド部１３２とから構成されている。

第一のコイルエンド部１３１は、一対のコイルサイド１２１における軸方向一方側の端部から軸方向に延びる一対の軸方向延設部１３１ａと、これら一対の軸方向延設部１３１ａの軸方向一方側の端部から径方向外側に向けて折り曲げられて径方向に延びる一対の径方向延設部１３１ｂと、これら一対の径方向延設部１３１ｂにおける径方向外側の端部からそれぞれ周方向内側（一対の径方向延設部１３１ｂが互いに周方向に接近する方向であって、図５においては右方側）に向けて折り曲げられて当該一対の径方向延設部１３１ｂを繋ぐように周方向に延びる周方向延設部１３１ｃとから構成されている。

第二のコイルエンド部１３２は、一対のコイルサイド１２１における軸方向一方側の端部から軸方向に延びる一対の軸方向延設部１３２ａと、これら一対の軸方向延設部１３２ａにおける軸方向一方側の端部から径方向外側に向けて折り曲げられて径方向に延びる一対の径方向延設部１３２ｂと、これら一対の径方向延設部１３２ｂにおける径方向外側の端部からそれぞれ周方向内側に向けて折り曲げられて当該一対の径方向延設部１３２ｂを繋ぐように周方向に延びる周方向延設部１３２ｃとから構成されている。

ここで、第二のコイルエンド部１３２における一対の軸方向延設部１３２ａには、その一部が周方向外側に折り曲げられた折り曲げ部１３２ｄが設けられており、軸方向延設部１３２ａにおける軸方向一方側の端部は、当該軸方向延設部１３２ａにおける軸方向他方側の端部の周方向外側に位置している。

つまり、第二のコイルエンド部１３２は、一対の軸方向延設部１３２ａに折り曲げ部１３２ｄを有することにより、一対の軸方向延設部１３２ａにおける軸方向一方側の端部および一対の径方向延設部１３２ｂが第一のコイルエンド部１３１における一対の軸方向延設部１３１ａおよび一対の径方向延設部１３１ｂの周方向外側に位置し、周方向延設部１３２ｃが第一のコイルエンド部１３１における周方向延設部１３１ｃの径方向外側に位置している。

そして、第一のコイルエンド部１３１における径方向延設部１３１ｂと第二のコイルエンド部１３２における径方向延設部１３２ｂとが周方向における位置を異にし、第一のコイルエンド部１３１における周方向延設部１３１ｃと第二のコイルエンド部１３２における周方向延設部１３２ｃとが径方向における位置を異にしていることにより、第一のコイルエンド部１３１と第二のコイルエンド部１３２とは、互いに干渉することなく、軸方向の位置を同じくしている。

ここで、第一のコイルエンド部１３１における径方向延設部１３１ｂおよび周方向延設部１３１ｃ、ならびに、第二のコイルエンド部１３２における径方向延設部１３２ｂおよび周方向延設部１３２ｃは、それぞれ三ターン分の平角導線が軸方向に積み重ねられて成り、その軸方向長さは、三ターン分の平角導線の幅（ｔ×３）である。

以上のように、コイルサイド１２１に対して径方向外側に向けて折り曲げられて成るコイルエンド１２２は、第一のコイルエンド部１３１と第二のコイルエンド部１３２とを有することにより、径方向に複数段（本実施例においては、二段）に形成されて成る。

よって、コイルエンド１２２は、従来技術のコイルセグメントと比較して（図６における二点鎖線参照）、三ターン分の平角導線の幅（ｔ×３）だけ軸方向に短く、当該コイルエンド１２２を軸方向両端に備えたコイルセグメント１１２、当該コイルセグメント１１２を備えた固定子１０１、および当該固定子１０１を備えた回転電機は、従来技術と比較して軸方向に小さいものとなる。ここで、従来技術のコイルセグメントは、六ターン分の平角導線が径方向に並んで配置されたコイルサイドに対して、単に径方向外側へ折り曲げることによってコイルエンドが形成されたものであり、例えば、図７および図８におけるコイル２１２とする。

また、本実施例によれば、コイルセグメント１１２を構成する平角導線の長さを短くすることができるので、当該コイルセグメント１１２の製造コストを低減すると共に、コイルセグメント１１２に生じる電気抵抗を低減することができる。

本発明に係るコイルは、本実施例のように、折り曲げ部１３２ｄを軸方向延設部１３２ａに設けたものに限定されず、例えば、折り曲げ部を径方向延設部に設けたものであっても良い。このように折り曲げ部を径方向延設部に設ける場合には、軸方向延設部を省略し、一対のコイルサイドにおける軸方向一方側の端部から径方向外側に向けて折り曲げつつ周方向外側に折り曲げて径方向に延びるようにコイルエンドを形成しても良い。

また、本発明に係るコイルは、本実施例のように、コイルサイド１２１を構成する六ターン分の平角導線のうち径方向内側に位置する三ターン分の平角導線を径方向外側に折り曲げることによって第一のコイルエンド部１３１を形成し、コイルサイド１２１を構成する六ターン分の平角導線のうち径方向外側に位置する三ターン分の平角導線を周方向外側かつ径方向外側に折り曲げることによって第一のコイルエンド部１３１の径方向外側に位置する第二のコイルエンド部１３２を形成したものに限定されない。

例えば、コイルサイドを構成する六ターン分の平角導線のうち径方向外側に位置する三ターン分の平角導線を径方向外側に折り曲げることによって第一のコイルエンド部を形成し、コイルサイドを構成する六ターン分の平角導線のうち径方向内側に位置する三ターン分の平角導線を周方向外側かつ径方向外側に折り曲げることによって第一のコイルエンド部の径方向外側に位置する第二のコイルエンド部を形成したものであっても良い。

また、本発明に係るコイルは、本実施例のように、第一のコイルエンド部１３１と第二のコイルエンド部１３２とを形成し、径方向に二段から成るコイルエンド１２２を備えたものに限定されず、例えば、第二のコイルエンド部の径方向外側に位置する第三のコイルエンド（不図示）等を形成し、径方向に三段（または、四段以上）から成るコイルエンドを備えたものであっても良い。

このように三段から成るコイルエンドを備えた場合には、径方向の位置を異にする三つのコイルエンド部（第一のコイルエンド部、第二のコイルエンド部、第三のコイルエンド部）を、コイルサイドを構成する六ターン分の平角導線のうち、それぞれ二ターン分の平角導線から成るものとし、軸方向の長さ（軸方向寸法）をより短くすることができる。

また、本発明に係るコイルは、本実施例のように、コイルサイド１２１に対して固定子鉄心１１１の径方向外側に向けて折り曲げられた（スロット１１１ａの径方向外側を延設される）コイルエンド１２２を複数段に形成したものに限定されない。例えば、コイルサイドに対して鉄心の径方向内側に向けて折り曲げられた（スロットの径方向内側を延設される）コイルエンド（例えば、図７および図８におけるコイルエンド２３２）を複数段に形成したものであっても良い。

また、本発明に係るコイルは、前述した実施例１と実施例２とを組み合わせることにより、第一のコイルエンド部と、第一のコイルエンド部の径方向内側に位置する第二のコイルエンド部と、第一のコイルエンド部の径方向外側に位置する第三のコイルエンドを形成し、径方向に三段以上のコイルエンドを備えたものであっても良い。

１ 固定子
１１ 固定子鉄心（鉄心）
１１ａ スロット
１２ コイルセグメント（コイル）
２１ コイルサイド
２２ コイルエンド
３１ 第一のコイルエンド部（コイルエンド部）
３１ａ 第一のコイルエンド部における軸方向延設部
３１ｂ 第一のコイルエンド部における径方向延設部
３１ｃ 第一のコイルエンド部における周方向延設部
３２ 第二のコイルエンド部（内側コイルエンド部）
３２ａ 第二のコイルエンド部における軸方向延設部
３２ｂ 第二のコイルエンド部における径方向延設部
３２ｃ 第二のコイルエンド部における周方向延設部
３２ｄ 第二のコイルエンド部における折り曲げ部
１０１ 固定子
１１１ 固定子鉄心（鉄心）
１１１ａ スロット
１１２ コイルセグメント（コイル）
１２１ コイルサイド
１２２ コイルエンド
１３１ 第一のコイルエンド部（コイルエンド部）
１３１ａ 第一のコイルエンド部における軸方向延設部
１３１ｂ 第一のコイルエンド部における径方向延設部
１３１ｃ 第一のコイルエンド部における周方向延設部
１３２ 第二のコイルエンド部（外側コイルエンド部）
１３２ａ 第二のコイルエンド部における軸方向延設部
１３２ｂ 第二のコイルエンド部における径方向延設部
１３２ｃ 第二のコイルエンド部における周方向延設部
１３２ｄ 第二のコイルエンド部における折り曲げ部

Claims (5)

1. 導線が複数ターン巻回された状態で鉄心に形成された二つのスロットに組み込まれて成り、前記導線が前記スロット内で軸方向に延びるコイルサイドと、前記導線が前記スロット外で周方向に延びるコイルエンドとを有するコイルであって、
   前記コイルエンドが、前記コイルサイドに対して前記鉄心の径方向内側または径方向外側に向けて折り曲げられ、前記鉄心の径方向に複数段形成されて成るものである
   ことを特徴とするコイル。
2. 前記コイルエンドが、前記コイルサイドに対して前記鉄心の径方向内側または径方向外側に折り曲げられて成るコイルエンド部と、前記コイルサイドに対して前記鉄心の周方向内側に折り曲げられると共に前記鉄心の径方向内側または径方向外側に折り曲げられて成る内側コイルエンド部とを有するものである
   ことを特徴とする請求項１に記載のコイル。
3. 前記コイルエンドが、前記コイルサイドに対して前記鉄心の径方向内側または径方向外側に折り曲げられて成るコイルエンド部と、前記コイルサイドに対して前記鉄心の周方向外側に折り曲げられると共に前記鉄心の径方向内側または径方向外側に折り曲げられて成る外側コイルエンド部とを有するものである
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコイル。
4. 前記導線の断面形状が矩形である
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のコイル。
5. 筒状の固定子と、前記固定子に対して回転自在に支持される回転子とを備えた回転電機において、
   前記固定子に組み込まれるコイルが、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のものである
   ことを特徴とする回転電機。

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