JP4931742B2

JP4931742B2 - 回転機

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Publication number: JP4931742B2
Application number: JP2007229899A
Authority: JP
Inventors: 正哉井上; 秀哲有田; 行庸唐田; 雅宏家澤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-09-05
Filing date: 2007-09-05
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2027-09-05
Also published as: JP2009065750A

Description

この発明は、例えば自動車用電動式過給機に使用される、低電圧大電流の電力が供給されて高速運転される回転機に関し、特に電源から回転機のトルク発生用駆動コイルに給電するための口出し線の引き出し構造に関するものである。

従来のターボチャージャは、ハウジング内に配設され、かつ排ガスエネルギーで駆動されるタービンと、ハウジング内に配設されたコンプレッサと、タービンとコンプレッサとを連結し、かつハウジング内に回転自在に軸支されたシャフトと、シャフト上に取り付けられた発電・電動用の回転子およびハウジング内に取り付けられた固定子から構成される発電機と、を備えていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１３０１７６号公報

従来のターボチャージャに適用される発電機は、１０〜２０万回転／分程度の高速運転されることから、シャフトを軸支する軸受間距離を短くし、回転子の固執振動数を上げて、機械的な臨界速度を上げることが必要であった。

しかし、自動車用のターボチャージャでは、１〜２ｋＷ程度の入出力が必要である。また、電源には、自動車用の１２Ｖ又は２４Ｖ系電源が用いられることから、１００〜３００Ａ程度の電流が固定子のトルク発生用駆動コイルに流される。従って、インバータからの給電線とトルク発生用駆動コイルとの結線、およびトルク発生用駆動トルクを構成する３相のコイル間の結線を、発電機内部で行うと、大電流配線のためそれらの結線部が大型化する。その結果、シャフトを軸支する軸受間距離が長くなり、機械的な臨界速度が低下し、高速運転に対応できなくなる。

上記状況に鑑み、トルク発生用駆動コイルを構成する相コイルの口出し線を発電機外に引き出し、インバータからの給電線とトルク発生用駆動コイルとの結線、およびトルク発生用駆動トルクを構成する３相のコイル間の結線を発電機外で行うことが考えられる。

しかしながら、シャフトを軸支する軸受間距離を短くして、相コイルの口出し線を発電機外に引き出した場合、相コイルの口出し線がハウジングと近接するので、口出し線周辺に生じる誘導磁場がハウジングに鎖交し、ハウジングに渦電流損失が発生してハウジングが過熱されるという新たな問題が生じる。
また、高周波大電流が相コイルの口出し線に流れるので、口出し線の見かけ上の導体断面積を確保しても、実際には表皮効果が顕著となり、配線抵抗が大きくってしまう。そこで、口出し線における通電損失が増加し、口出し線での発熱が増加するとともに、インバータとトルク発生用駆動コイルとの間の配線インピーダンスが大きくなり、配線での電圧降下が顕著となり、実質的に発電機に印加できる電圧が低下するという問題も生じる。

この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、回転軸を軸支する軸受間距離を短くしても、ハウジング外に引き出される口出し線周辺での誘導磁場の発生を抑えて、ハウジングに発生する渦電流損失を低減し、かつ表皮効果による口出し線での配線抵抗の増加を抑え、口出し線での発熱や電圧降下を低減できる回転機を得ることを目的とする。

この発明による回転機は、ハウジング内に回転自在に軸支された回転軸と、上記ハウジング内に配設され、かつ上記回転軸に同軸に固着された回転子と、上記ハウジング内に上記回転子を囲繞するように配置され、内周側に開口するスロットを画成するようにティースが周方向に等角ピッチで配列された固定子鉄心、および該固定子鉄心に巻装されたトルク発生用駆動コイルを有する固定子と、を備えている。そして、上記トルク発生用駆動コイルが複数の相コイルから構成され、上記複数の相コイルのそれぞれがその巻き始めと巻き終わりとに接続された一対の口出し線を有し、上記一対の口出し線は、それぞれ断面矩形に作製され、断面矩形の長辺で構成される平面を相対して互いに平行な状態で、かつ断面矩形の長辺で構成される該平面を上記固定子鉄心の端面に沿って上記回転軸の軸心と直交させて径方向外方に延びて上記ハウジング外まで引き出されている。

この発明によれば、一対の口出し線は、それぞれ断面矩形に作製され、断面矩形の長辺で構成される平面を相対して互いに平行な状態でハウジング外まで引き出されているので、高周波大電流は、断面矩形の長辺で構成される平面を流れる。そこで、口出し線の配線抵抗の増大が抑えられ、口出し線での発熱や電圧降下が低減される。

また、一対の口出し線が孔コイルの巻き始めと巻き終わりとに接続されているので、相対して配設された一対の口出し線には逆向きの電流が流れる。そこで、口出し線が引き出される周辺での誘導磁場の発生が抑制されるので、ハウジングでの渦電流損失が低減され、軸受間距離を短くできる。
また、口出し線が断面矩形の長辺で構成される平面を上記固定子鉄心の端面に沿って回転軸の軸心と直交させて径方向外方に延びて上記ハウジング外まで引き出されているので、コイルエンドの軸方向高さを低くでき、軸受間距離を短くできる。さらに、相コイル間の結線および相コイルと給電線との間の結線がハウジング外で行われ、軸受間距離を短くできる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転機を適用した自動車用過給機の構成を模式的に示す断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る回転機の構成を示す一部破断斜視図、図３はこの発明の実施の形態１に係る回転機に適用される固定子コイルを構成する１相の相コイルを示す斜視図、図４はこの発明の実施の形態１に係る回転機におけるバスリングを示す平面図、図５はこの発明の実施の形態１に係る回転機におけるバスリングの配列状態を説明する斜視図である。

図１において、自動車用過給機１は、吸気配管２に配設され、エンジン（図示せず）に供給される空気を圧縮するコンプレッサ３と、排気配管４に配設され、排気配管４内を流通する排気ガスにより駆動されるタービン５と、電動機能と発電機能とを備える回転機１０と、を備える。回転機１０は、ハウジング１１内に軸受１２により回転自在に支持され、コンプレッサ３とタービン５とを連結する回転軸１３と、回転軸１３に同軸に取り付けられた回転子１４と、ハウジング１１内に回転子１４を囲繞するように配設された固定子１８と、を備える。

ここで、回転機１０の構成について図２乃至図５を参照しつつ説明する。
回転機１０は、磁気誘導子形同期回転機であり、回転軸１３に同軸に固着された回転子１４と、回転子１４を囲繞するように配設された固定子鉄心１９にトルク発生用駆動コイルとしての固定子コイル２２を巻装してなる固定子１８と、界磁起磁力発生用コイルとしての界磁コイル３４と、回転子１４、固定子１８および界磁コイル３４を収納するハウジング１１と、を備えている。

回転子１４は、例えば所定形状に成形された多数枚の磁性鋼板を積層一体化して作製された第１および第２磁性体１５，１６と、所定枚の磁性鋼板を積層一体化して作製され、軸心位置に回転軸挿入孔（図示せず）が穿設された円盤状の隔壁１７と、を備える。第１および第２磁性体１５，１６は、同一形状に作製され、軸心位置に回転軸挿入孔が穿設された円筒状の基部１５ａ，１６ａと、基部１５ａ，１６ａの外周面から径方向外方に突設され、かつ軸方向に延設されて、周方向に等角ピッチで４つ設けられた突極１５ｂ，１６ｂと、から構成されている。第１および第２磁性体１５，１６は、周方向に半突極ピッチずらして、隔壁１７を介して相対して互いに密接して配置され、それらの回転軸挿入孔に挿通された回転軸１３に固着されて構成されている。隔壁１７の外径は第１および第２磁性体１５，１６の外径（突極１５ｂ，１６ｂの外径）に一致している。

固定子鉄心１９は、所定形状に成形された多数枚の磁性鋼板を積層一体化して作製された第１および第２固定子鉄心２０，２１を備える。第１固定子鉄心２０は、円筒状のコアバック２０ａと、コアバック２０ａの内周面から径方向内方に突設されて周方向に等角ピッチで６つ設けられた第１ティースであるティース２０ｂと、を備える。内周側に開口する第１スロットであるスロット２０ｃが、周方向に隣り合うティース２０ｂ間に画成されている。第２固定子鉄心２１は、第１固定子鉄心２０と同一形状に作製され、円筒状のコアバック２１ａと、コアバック２１ａの内周面から径方向内方に突設されて周方向に等角ピッチで６つ設けられた第２ティースであるティース２１ｂと、を備える。内周側に開口する第２スロットであるスロット２１ｃが、周方向に隣り合うティース２１ｂ間に画成されている。第１および第２固定子鉄心２０，２１は、ティース２０ｂ，２１ｂの周方向位置を一致させて、隔壁１７の軸方向厚み分離間して配置され、それぞれ第１および第２磁性体１５，１６を囲繞する。

固定子コイル２２は、スロット２０ｃ，２１ｃを跨がないで軸方向に相対して対をなすティース２０ｂ，２１ｂに巻回した、いわゆる集中巻き方式に巻装された６相の相コイル２３を有する。

固定子コイル２２を構成する各相コイル２３は、例えばエナメル線からなる１６本の素線２９を積み重ねて２つの素線列に構成され、スロット２０ｃ，２１ｃ内に収納される一対のスロット内導体部分２５と一対のスロット内導体部分２５の素線２９同士を連結するスロット外導体部分２６とからなる素線転移導体２４と、素線転移導体２４の両端部に半田付け、ロウ付け、ヒュージングなどにより電気的に接続された口出し線としての一対の引き出し導体板２７，２８と、を備えている。引き出し導体板２７，２８は、例えば銅薄板をプレス成形して作製され、エナメルなどの絶縁樹脂が被覆されている。

この相コイル２３は、スロット外導体部分２６をティース２１ｂの一端面に沿わせ、一対のスロット内導体部分２５を軸方向に対をなすティース２０ｂ，２１ｂを挟む一対のスロット２０ｃ，２１ｃ内にそれぞれ収納し、一対の引き出し導体板２７，２８をティース２０ｂの他端面に沿わせて、１ターンの集中巻きで巻装される。そして、１６本の素線２９が一対の引き出し導体板２７，２８間に並列に接続されている。

素線転移導体２４を構成する素線２９は、一方の引き出し導体板２７から他方の引き出し導体板２８に至るまでに１８０度転移されている。即ち、一対のスロット内導体部分２５を構成する素線２９の部分が、それぞれ９０度転移されている。そして、スロット外導体部分２６を構成する素線２９の部分は、第２固定子鉄心２１の端面上に８列２層となって、両スロット２０ｃ，２１ｃから延出した一対のスロット内導体部分２５を構成する素線２９の部分の端部同士を、それらの径方向位置および軸方向位置を維持して連結している。つまり、スロット外導体部分２６を構成する素線２９の部分は、素線転移導体２４内の位置が維持され、転移されていない。そして、スロット外導体部分２６および引き出し導体板２７，２８がコイルエンドを構成する。

ここで、素線の転移は、導体内における各素線の位置を順次変更してなされるが、導体断面において、ある素線が断面中心の回りに円状に移動すると考え、その回転の角度で転移の度合いを表す。例えば、各素線が、導体断面において、全ての位置を経て、スロットの反対端で出発した位置と同じ位置になる転移を、３６０度転移という。
図２では、１対のティース２０ｂ，２１ｂに集中巻きに巻回された１相の相コイル２３のみを示しているが、固定子コイル２２は、実際には、６対のティース２０ｂ，２１ｂに対して、順次Ｕ，Ｖ，Ｗの３相を２回繰り返して集中巻きに巻回して構成されている。

Ｕ相バスリング３０は、リング状の基部３０ａと、基部３０ａの内周から相対して径方向内方に延設された一対の突起状端子３０ｂと、基部３０ａの外周から接線方向に延設された給電端子３０ｃと、を有する。Ｖ相バスリング３１は、リング状の基部３１ａと、基部３１ａの内周から相対して径方向内方に延設された一対の突起状端子３１ｂと、基部３１ａの外周から接線方向に延設された給電端子３１ｃと、を有する。Ｗ相バスリング３２は、リング状の基部３２ａと、基部３２ａの内周から相対して径方向内方に延設された一対の突起状端子３２ｂと、基部３２ａの外周から接線方向に延設された給電端子３２ｃと、を有する。中性点接続用バスリング３３は、リング状の基部３３ａと、基部３３ａの内周から等角ピッチで径方向内方に延設された６つの突起状端子３３ｂと、を有する。基部３０ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａは同一形状に作製されている。Ｕ相バスリング３０、Ｖ相バスリング３１、Ｗ相バスリング３２および中性点接続用バスリング３３は、例えば、銅薄板をプレス成形して作製され、エナメルなどの絶縁樹脂が被覆されている。

Ｕ相バスリング３０、Ｖ相バスリング３１、Ｗ相バスリング３２、中性点接続用バスリング３３は、ハウジング１１の外周に、基部３０ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａを、同軸に、かつ軸方向に所定距離離間して、互いに平行に配設される。この時、基部３０ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａは、断面矩形の長辺で構成される平面が回転軸１３の軸心と直交するように配列される。また、基部３０ａ，３１ａ，３２ａは突起状端子３０ｂ、３１ｂ、３２ｂが互いに周方向に１２０度ずれるように配列されている。また、基部３３ａは、突起状端子３３ｂが基部３０ａ，３１ａ，３２ａの突起状端子３０ｂ、３１ｂ、３２ｂと軸方向で重なるように配列されている。さらに、給電端子３０ｃ，３１ｃ，３２ｃは、断面矩形の長辺で構成される平面を相対して互いに平行な状態で、かつ断面矩形の長辺で構成される該平面を回転軸１３の軸心と直交させて配列されている。

相コイル２３の巻き始めおよび巻き終わりに接続された引き出し導体板２７，２８は、断面矩形の長辺で構成される平面を相対して互いに平行な状態で、かつ断面矩形の長辺で構成される該平面を回転軸１３の軸心と直交させて、第１固定子鉄心２０の端面に沿って、径方向外方に延びてハウジング１１の外周壁に穿設された引き出し口１１ａから外部に引き出されている。

そして、Ｕ相を構成する２つの相コイル２３のそれぞれに接続され、ハウジング１１から引き出された引き出し導体板２８の端部が、Ｕ相バスリング３０の２つの突起状端子３０ｂにそれぞれ接続される。Ｕ相を構成する２つの相コイル２３のそれぞれに接続され、ハウジング１１から引き出された引き出し導体板２７の端部が、中性点接続用バスリング３３の２つの突起状端子３３ｂのそれぞれに接続される。これにより、Ｕ相を構成する２つの相コイル２３が並列接続される。

また、Ｖ相を構成する２つの相コイル２３のそれぞれに接続され、ハウジング１１から引き出された引き出し導体板２８の端部が、Ｖ相バスリング３１の２つの突起状端子３１ｂにそれぞれ接続される。Ｖ相を構成する２つの相コイル２３のそれぞれに接続され、ハウジング１１から引き出された引き出し導体板２７の端部が、中性点接続用バスリング３３の２つの突起状端子３３ｂのそれぞれに接続される。これにより、Ｖ相を構成する２つの相コイル２３が並列接続される。

さらに、Ｗ相を構成する２つの相コイル２３のそれぞれに接続され、ハウジング１１から引き出された引き出し導体板２８の端部が、Ｗ相バスリング３２の２つの突起状端子３２ｂにそれぞれ接続される。Ｗ相を構成する２つの相コイル２３のそれぞれに接続され、ハウジング１１から引き出された引き出し導体板２７の端部が、中性点接続用バスリング３３の残る２つの突起状端子３３ｂのそれぞれに接続される。これにより、Ｗ相を構成する２つの相コイル２３が並列接続される。そして、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のコイルがＹ結線され、固定子コイル２２が構成される。

なお、素線２９、引き出し導体板２７，２８、Ｕ相バスリング３０、Ｖ相バスリング３１、Ｗ相バスリング３２および中性点接続用バスリング３３の電気的接続部では、絶縁樹脂層が除去されている。そして、それらの電気的接続部は接続後、絶縁コートされる。

界磁コイル３４は、導体線を円筒状に巻回したものであり、第１および第２固定子鉄心２０，２１のコアバック２０ａ，２１ａ間に介装されている。第１および第２磁性体１５，１６と隔壁１７とを一体に固着する回転軸１３が軸受１２に軸支される。

このように構成された回転機１０では、図示していないが、Ｕ相バスリング３０、Ｖ相バスリング３１、およびＷ相バスリング３２の給電端子３０ｃ、３１ｃ、３２ｃが、断面矩形の長辺で構成される平面を相対して互いに平行な状態に配列された平行平板導体もしくは３相ツイスト線などの給電線を介してインバータに接続される。

つぎに、このように構成された回転機１０の動作について説明する。
この回転機１０においては、Ｕ相バスリング３０、Ｖ相バスリング３１、およびＷ相バスリング３２の給電端子３０ｃ、３１ｃ、３２ｃが、平行平板導体もしくは３相ツイスト線などの給電線を介してインバータに接続される。
そして、界磁コイル３４に通電されると、図２に矢印で示されるように、第１磁性体１５の突極１５ｂから第１固定子鉄心２０に流れ、その後軸方向に流れ、第２固定子鉄心２１から第２磁性体１６の突極１６ｂに戻る磁束が形成される。この時、第１および第２磁性体１５，１６の突極１５ｂ，１６ｂが周方向に半突極ピッチずれているので、磁束は、軸方向から見ると、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に配置されたように作用する。これにより、回転機１０は、無整流子モータとして動作し、磁気的には、８極６スロットの集中巻き方式の永久磁石式回転電機と同様に動作する。

ここで、自動車用過給機１の動作について説明する。
通常状態では、吸気ガスが、吸気配管２を介してエンジンに供給され、エンジンの内部で燃焼される。燃焼後の排気ガスが、排気配管４を介して外部に排気される。タービン５は、排気配管４を流通する排気ガスにより駆動される。タービン５の回転駆動により、回転軸１３に固着されたコンプレッサ３が回転駆動され、吸気ガスが大気圧以上に過給される。

そして、例えば、車両の運転者がアクセル操作によって加速しようとした場合、エンジンが所定の回転数以上となり、かつ排気ガスが十分な流体パワーを得るまでの間の１〜２秒程度は、十分な動力をタービン５に与えることができず、コンプレッサ３の反応が遅れ、いわゆるターボラグという現象を生じる。そこで、バッテリ（図示せず）の直流電力をインバータにより交流電力に変換して、給電線を介して回転機１０に供給し、回転機１０を電動機として駆動する。これにより、コンプレッサ３が迅速に駆動され、ターボラグの発生が抑制される。
また、車両の高速走行或いは高負荷走行時には、排気ガスは自動車用過給機１に対して過給に必要な動力以上の流体エネルギーを有する。その場合、回転機１０を発電機として動作させ、インバータを回生モードで動作させて、流体エネルギーを回生する。回生されたエネルギーは、バッテリおよび車載負荷に供給される。

このように構成された回転機１０では、高周波大電流が流れることから表皮効果が顕著に表れる。
ここで、１つの引き出し導体板２７のみが配設されている場合には、高周波大電流は表皮効果により引き出し導体板２７の断面矩形の短辺で構成される一対の平面を流れる。また、一対の引き出し導体板２７，２８が、断面矩形の短辺で構成される平面を相対して互いに平行な状態で配設されている場合には、高周波大電流は表皮効果により引き出し導体板２７，２８の断面矩形の短辺で構成される相対する平面を流れる。いずれの場合にも、高周波大電流は引き出し導体板２７，２８の断面矩形の短辺で構成される平面を流れることになり、配線抵抗が増大してしまう。

この実施の形態１では、相コイル２３の巻き始めと巻き終わりとに接続された一対の引き出し導体板２７，２８が、断面矩形の長辺で構成される平面を相対して互いに平行な状態で配設されているので、高周波大電流は、一対の引き出し導体板２７，２８の断面矩形の長辺で構成される平面の表面を流れる。そこで、引き出し導体板２７，２８の配線抵抗の増大が抑えられ、引き出し導体板２７，２８における通電損失が低減され、発熱も抑えられる。さらに、引き出し導体板２７，２８における配線インピーダンスが低減され、インバータと回転機１０との間での電圧降下が少なくなり、回転機１０に実質的に印加される電圧の低下が抑えられる。

また、一対の引き出し導体板２７，２８が、それぞれ相コイル２３の巻き始めと巻き終わりとに接続されているので、相対する一対の引き出し導体板２７，２８には逆向きの電流が流れることになり、誘導磁場の発生が抑制される。これにより、誘導磁場がハウジング１１に鎖交することに起因する渦電流損失の発生が抑制される。そこで、軸受１２間の距離を短くしても、誘導磁場によるハウジング１１の発熱が未然に防止される。

また、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、および中性点接続用バスリング３０〜３３の基部３０ａ〜３３ａが断面矩形の長辺で構成される平面を相対して互いに平行な状態で配列されているので、基部３０ａ〜３３ａにおける配線抵抗および配線インピーダンスの増大が抑制されるとともに、誘導磁場の発生が抑制される。
また、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相バスリング３０〜３２の給電端子３０ｃ〜３２ｃが、断面矩形の長辺で構成される平面を相対して互いに平行な状態で配列されているので、給電端子３０ｃ〜３２ｃにおける配線抵抗および配線インピーダンスの増大が抑制されるとともに、誘導磁場の発生が抑制される。
また、給電端子３０ｃ〜３２ｃが平行平板導体もしくは３相ツイスト線などの給電線を介してインバータに接続されるので、給電線における配線抵抗および配線インピーダンスの増大が抑制されるとともに、誘導磁場の発生が抑制される。

また、一対の引き出し導体板２７，２８が、断面矩形の長辺で構成される平面を相対して互いに平行な状態で、かつ断面矩形の長辺で構成される該平面を回転軸１３の軸心と直交させて、第１固定子鉄心２０の端面に沿って、径方向外方に延びてハウジング１１の外周壁に穿設された引き出し口１１ａから外部に引き出されているので、コイルエンドの軸方向高さが低くなり、軸受１２間の距離を短くできる。さらに、引き出し導体板２７，２８とＵ相、Ｖ相、Ｗ相および中性点接続用バスリング３０〜３３との接続、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相バスリング３０〜３２とインバータの給電線との接続を回転機１０内で行う必要が無く、軸受１２間の距離を短くできる。これにより、回転子１４の固有振動周波数が上がり、機械的な臨界速度を上げて円滑な高速運転ができる。

また、相コイル２３が集中巻きに巻回されているので、相コイル２３のコイルエンド同士が互いに干渉することが無く、コイルエンドの軸方向高さを低くできる。
また、相コイル２３が１ターンの集中巻きに巻回されているので、素線２９の線径を太くでき、低電圧大電流を流すことができる。
また、一対のスロット内導体部分２５を構成する素線２９の部分が、それぞれ９０度転移されており、素線転移導体２４を構成する素線の巻き始めから巻き終わりまでに１８０度転移されているので、端部磁束によって各素線２９の両端部に誘起される電流は互いに相殺される方向に流れ、閉ループを構成する素線対に流れる循環電流が小さくなり、銅損を低減できる。

実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２に係る回転機に適用される固定子コイルを構成する１相の相コイルを示す斜視図である。
図６において、相コイル３５は、１６本の素線２９を積み重ねて２層の素線列に構成されてスロット２０ｃ，２１ｃに収納される一対の素線転移導体３６と、スロット２０ｃ，２１ｃの一端側に延出する両素線転移導体３６の端部に半田付け、ロウ付け、ヒュージングなどにより電気的に接続され、一対の素線転移導体３６同士を電気的に接続する平導体板３７と、スロット２０ｃ，２１ｃの他端側に延出する各素線転移導体３６の端部に半田付け、ロウ付け、ヒュージングなどにより電気的に接続された一対の引き出し導体板２７，２８と、を備えている。
なお、この実施の形態２では、相コイル２３に代えて相コイル３５を用いている点を除いて上記実施の形態１と同様に構成されている。

この実施の形態２では、図示していないが、相コイル３５は、平導体板３７をティース２１ｂの一端面に沿わせ、一対の素線転移導体３６をティース２０ｂ，２１ｂを挟む一対のスロット２０ｃ，２１ｃ内にそれぞれ収納し、一対の引き出し導体板２７，２８をティース２０ｂの他端面に沿わせて、１ターンの集中巻きで巻装される。そして、１６本の素線２９が一方の引き出し導体板２７と平導体板３７との間に並列に接続されて２層となってティース２０ｂ，２１ｂの一側のスロット２０ｃ，２１ｃ内に収納され、一方の引き出し導体板２７から平導体板３７に至るまでに１８０度転移されている。また、１６本の素線２９が平導体板３７と他方の引き出し導体板２８との間に並列に接続されて２層となってティース２０ｂ，２１ｂの他側のスロット２０ｃ，２１ｃ内に収納され、平導体板３７から他方の引き出し導体板２８に至るまでに１８０度転移されている。そして、平導体板３７および引き出し導体板２７，２８がコイルエンドを構成する。
従って、この実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。

実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３に係る回転機におけるバスリングの配列状態を説明する斜視図である。
図７において、Ｕ相バスリング４０は、リング状の基部４０ａと、基部４０ａの内周から相対して径方向内方に延設された一対の突起状端子４０ｂと、を有する。Ｕ相バス４１は、給電端子４１ａと、突起状端子４１ｂと、を有する。Ｖ相バスリング４２は、リング状の基部４２ａと、基部４２ａの内周から相対して径方向内方に延設された一対の突起状端子４２ｂと、を有する。Ｖ相バス４３は、給電端子４３ａと、突起状端子４３ｂと、を有する。Ｗ相バスリング４４は、リング状の基部４４ａと、基部４４ａの内周から相対して径方向内方に延設された一対の突起状端子４４ｂと、を有する。Ｗ相バス４５は、給電端子４５ａと、突起状端子４５ｂと、を有する。中性点接続用バス４６は、円弧形の基部４６ａと、基部４６ａの内周から６０度の角度ピッチで径方向内方に延設された３つの突起状端子４６ｂと、を有する。基部４０ａ，４２ａ，４４ａは同一形状に作製され、基部４６ａは、基部４０ａ，４２ａ，４４ａと同一の半径の円弧形に形成されている。Ｕ相バスリング４０、Ｕ相バス４１、Ｖ相バスリング４２、Ｖ相バス４３、Ｗ相バスリング４４、Ｗ相バス４５および中性点接続用バス４６は、例えば、銅薄板をプレス成形して作製され、エナメルなどの絶縁樹脂が被覆されている。

Ｕ相バスリング４０、Ｖ相バスリング４２、Ｗ相バスリング４４は、ハウジング１１の外周に、基部４０ａ，４２ａ，４４ａを、同軸に、かつ軸方向に所定距離離間して、互いに平行に配設される。この時、基部４０ａ，４２ａ，４４ａは、断面矩形の長辺で構成される平面が回転軸１３の軸心と直交するように配列される。また、基部４０ａ，４２ａ，４４ａは突起状端子４０ｂ、４２ｂ、４４ｂが互いに周方向に１２０度ずれるように配列されている。また、中性点接続用バス４６は、その基部４６ａを基部４４ａに対して軸方向に所定距離離間させて、突起状端子４６ｂが軸方向から見て基部４０ａ，４２ａ，４４ａの突起状端子４０ｂ、４２ｂ、４４ｂと重なるように配設される。

Ｕ相バス４１は、突起状端子４１ｂが軸方向から見てＵ相バスリング４０の突起状端子４０ｂと重なり、給電端子４１ａが軸方向から見て基部４０ａの接線方向に延出するように、Ｕ相バスリング４０に対して軸方向に離間して配設される。Ｖ相バス４３は、突起状端子４３ｂが軸方向から見てＶ相バスリング４２の突起状端子４２ｂと重なり、給電端子４３ａが軸方向から見て基部４２ａの接線方向に延出するように、Ｖ相バスリング４２に対して軸方向に離間して配設される。Ｗ相バス４５は、突起状端子４５ｂが軸方向から見てＷ相バスリング４４の突起状端子４４ｂと重なり、給電端子４５ａが軸方向から見て基部４４ａの接線方向に延出するように、Ｗ相バスリング４４に対して軸方向に離間して配設される。給電端子４１ａ，４３ａ，４５ａは、断面矩形の長辺で構成される平面を相対して互いに平行な状態で、かつ断面矩形の長辺で構成される該平面を回転軸１３の軸心と直交させて配列されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

この実施の形態３では、図示していないが、Ｕ相を構成する一方の相コイル２３に接続され、ハウジング１１から引き出された引き出し導体板２８の端部が、Ｕ相バス４１の突起状端子４１ｂに接続され、引き出し導体板２７の端部が、Ｕ相バスリング４０の一方の突起状端子４０ｂに接続される。Ｕ相を構成する他方の相コイル２３に接続され、ハウジング１１から引き出された引き出し導体板２８の端部が、Ｕ相バスリング４０の他方の突起状端子４０ｂに接続され、引き出し導体板２７の端部が、中性点接続用バス４６のＵ相用の突起状端子４６ｂに接続される。これにより、Ｕ相を構成する２つの相コイル２３が直列接続される。

また、Ｖ相を構成する一方の相コイル２３に接続され、ハウジング１１から引き出された引き出し導体板２８の端部が、Ｖ相バス４３の突起状端子４３ｂに接続され、引き出し導体板２７の端部が、Ｖ相バスリング４２の一方の突起状端子４２ｂに接続される。Ｖ相を構成する他方の相コイル２３に接続され、ハウジング１１から引き出された引き出し導体板２８の端部が、Ｖ相バスリング４２の他方の突起状端子４２ｂに接続され、引き出し導体板２７の端部が、中性点接続用バス４６のＶ相用の突起状端子４６ｂに接続される。これにより、Ｖ相を構成する２つの相コイル２３が直列接続される。

さらに、Ｗ相を構成する一方の相コイル２３に接続され、ハウジング１１から引き出された引き出し導体板２８の端部が、Ｗ相バス４５の突起状端子４５ｂに接続され、引き出し導体板２７の端部が、Ｗ相バスリング４４の一方の突起状端子４４ｂに接続される。Ｗ相を構成する他方の相コイル２３に接続され、ハウジング１１から引き出された引き出し導体板２８の端部が、Ｗ相バスリング４４の他方の突起状端子４４ｂに接続され、引き出し導体板２７の端部が、中性点接続用バス４６のＷ相用の突起状端子４６ｂに接続される。これにより、Ｖ相を構成する２つの相コイル２３が直列接続される。そして、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のコイルがＹ結線され、固定子コイル２２が構成される。

この実施の形態３においても、Ｕ相バスリング４０、Ｖ相バスリング４２、およびＷ相バスリング４４が断面矩形の長辺で構成される平面を相対して互いに平行な状態で配列されているので、基部４０ａ，４２ａ，４４ａにおける配線抵抗および配線インピーダンスの増大が抑制されるとともに、誘導磁場の発生が抑制される。
また、Ｕ相バス４１、Ｖ相バス４３、およびＷ相バス４５の給電端子４１ａ，４３ａ，４５ａが、断面矩形の長辺で構成される平面を相対して互いに平行な状態で配列されているので、給電端子４１ａ，４３ａ，４５ａにおける配線抵抗および配線インピーダンスの増大が抑制されるとともに、誘導磁場の発生が抑制される。

なお、上記各実施の形態では、第１および第２磁性体を有する回転子と、第１および第２固定子鉄心を有する固定子とを備えた磁気誘導子形同期回転機を用いて説明しているが、本発明の回転機は、磁気誘導子形同期回転機に限定されるものではない。例えば、回転子は単一の磁性体で構成し、界磁コイルを巻装してもよく、非磁性体で構成し、永久磁石を装備したものでもよい。また、単一の固定子鉄心でもよい。
また、上記各実施の形態では、相コイルが集中巻きの巻線で構成されているものとしているが、相コイルは集中巻きの巻線に限定されるものではなく、例えば、分布巻きの巻線、波巻きの巻線であってもよい。

また、上記各実施の形態では、相コイルが素線を積み重ねて２つの素線列に構成された素線転移導体で作製され、素線の巻き始めから巻き終わりまで１８０度転移されているものとしているが、素線の巻き始めから巻き終わりまでの転移角度は１８０度に限定されるものではなく、１８０度×ｎ（ｎ：整数）であればよい。なお、素線転移導体の製造し易さの観点から、転移角度を１８０度とすることが好ましい。また、閉ループ状の素線対に流れる循環電流の問題を考慮しない場合には、素線転移導体を用いる必要はない。

この発明の実施の形態１に係る回転機を適用した自動車用過給機の構成を模式的に示す断面図である。この発明の実施の形態１に係る回転機の構成を示す一部破断斜視図である。この発明の実施の形態１に係る回転機に適用される固定子コイルを構成する１相の相コイルを示す斜視図である。この発明の実施の形態１に係る回転機におけるバスリングを示す平面図である。この発明の実施の形態１に係る回転機におけるバスリングの配列状態を説明する斜視図である。この発明の実施の形態２に係る回転機に適用される固定子コイルを構成する１相の相コイルを示す斜視図である。この発明の実施の形態３に係る回転機におけるバスリングの配列状態を説明する斜視図である。

符号の説明

１０回転機、１１ハウジング、１２軸受、１３回転軸、１４回転子、１５第１磁性体、１５ａ基部、１５ｂ突極、１６第２磁性体、１６ａ基部、１６ｂ突極、１８固定子、１９固定子鉄心、２０第１固定子鉄心、２０ｂティース（第１ティース）、２０ｃスロット（第１スロット）、２１第２固定子鉄心、２１ｂティース（第２ティース）、２１ｃスロット（第２スロット）、２２固定子コイル（トルク発生用駆動コイル）、２３，３５相コイル、２４，３６素線転移導体、２５スロット内導体部分、２６スロット外導体部分、２７，２８引き出し導体板（口出し線）、２９素線、３０ｃ，３１ｃ，３２ｃ，４１ａ，４３ａ，４５ａ給電端子、３７平導体板、３４界磁コイル（界磁起磁力発生用コイル）。

Claims

ハウジング内に回転自在に軸支された回転軸と、
上記ハウジング内に配設され、かつ上記回転軸に同軸に固着された回転子と、
上記ハウジング内に上記回転子を囲繞するように配置され、内周側に開口するスロットを画成するようにティースが周方向に等角ピッチで配列された固定子鉄心、および該固定子鉄心に巻装されたトルク発生用駆動コイルを有する固定子と、を備え、
上記トルク発生用駆動コイルが複数の相コイルから構成され、上記複数の相コイルのそれぞれがその巻き始めと巻き終わりとに接続された一対の口出し線を有し、
上記一対の口出し線は、それぞれ断面矩形に作製され、断面矩形の長辺で構成される平面を相対して互いに平行な状態で、かつ断面矩形の長辺で構成される該平面を上記固定子鉄心の端面に沿って上記回転軸の軸心と直交させて径方向外方に延びて上記ハウジング外まで引き出されていることを特徴とする回転機。
上記ハウジング外に引き出された上記口出し線が接続された上記トルク発生用駆動コイルへの給電端子が、それぞれ断面矩形に作製され、断面矩形の長辺で構成される平面を相対して互いに平行な状態で、かつ断面矩形の長辺で構成される該平面を上記回転軸の軸心と直交させて併設されていることを特徴とする請求項１記載の回転機。
上記複数の相コイルのそれぞれは、上記ティースに集中巻きに巻回されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転機。
上記複数の相コイルのそれぞれは、上記ティースに集中巻きに１ターンに巻回されており、複数の素線を積み重ねて２層の素線列に構成され、上記ティースの一端面に沿って配置されたスロット外導体部分および該スロット外導体部分から両側に延在して上記ティースを挟む両側の上記スロット内にそれぞれ収納される一対のスロット内導体部分からなる素線転移導体と、上記ティースの他端面に沿って配置され、両側の上記スロットの他端側に延出する上記素線転移導体の端部にそれぞれ電気的に接続された一対の引き出し導体板と、を有し、
上記素線転移導体を構成する素線が、上記一対のスロット内導体部分の一方で９０度転移され、上記スロット外導体部分で上記素線転移導体内位置を維持され、上記一対のスロット内導体部分の他方で更に９０度転移されて、全体として１８０度転移されていることを特徴とする請求項３記載の回転機。
上記複数の相コイルのそれぞれは、上記ティースに集中巻きに１ターンに巻回されており、複数の素線を積み重ねて２層の素線列に構成されて上記ティースを挟む両側の上記スロット内にそれぞれ収納される一対の素線転移導体と、上記ティースの一端面に沿って配置され、両側の上記スロットの一端側に延出する上記一対の素線転移導体の端部同士を電気的に接続する平導体板と、上記ティースの他端面に沿って配置され、両側の上記スロットの他端側に延出する上記一対の素線転移導体の端部にそれぞれ電気的に接続された一対の引き出し導体板と、を有し、
上記一対の素線転移導体のそれぞれを構成する素線が、１８０度転移されていることを特徴とする請求項３記載の回転機。
上記回転子は、それぞれ突極が軸心位置に回転軸挿入孔を有する円筒状の基部の外周に周方向に等角ピッチで配設された第１および第２磁性体を、該突極を周方向に半突極ピッチずらして、かつ軸方向に所定間隔離間して同軸に配置し、上記回転軸を上記回転軸挿入孔に挿通、固着して構成され、
上記固定子鉄心は、上記第１磁性体を囲繞するように配置され、内周側に開口する第１スロットを画成するように第１ティースが周方向に等角ピッチで配列された第１固定子鉄心と、内周側に開口する第２スロットを画成するように第２ティースが周方向に等角ピッチで配列され、上記第１固定子鉄心と軸方向に所定間隔離間して、かつ上記第２ティースを上記第１ティースに軸方向に対向させて、上記第２磁性体を囲繞するように配置された第２固定子鉄心と、を備え、
上記複数の相コイルのそれぞれが、軸方向に対向する上記第１ティースと上記第２ティースとの対に集中巻きに巻回されており、
さらに、界磁起磁力発生用コイルが、上記回転軸を周回して円筒状に巻回されて、上記第１固定子鉄心と上記第２固定子鉄心との間に介装されていることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の回転機。