JP5457869B2

JP5457869B2 - 回転電機の固定子及び回転電機

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Publication number: JP5457869B2
Application number: JP2010028859A
Authority: JP
Inventors: 正克松原; 隆花井; 伊藤　　渉
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Industrial Products Manufacturing Corp
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Priority date: 2010-02-12
Filing date: 2010-02-12
Publication date: 2014-04-02
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Description

本発明は、固定子鉄心に、各相の固定子コイルが複数の単位コイルからなる複数相の固定子コイルが巻装された回転電機の固定子及びこの固定子を備えた回転電機に関する。

従来、電気自動車やハイブリッド自動車に駆動電動機として搭載される車両用の回転電機において、固定子を構成する複数相の固定子コイルの各相の固定子コイルには、複数の単位コイルが直列に接続されて構成される２つのコイルグループを並列に接続したものがある。この複数の単位コイルは、各々が磁極を形成するように固定子鉄心に巻装される。

このような固定子コイルの一構成例として特許文献１に示すものがある。この特許文献１に比較例として示される固定子コイルの構成を図１５及び図１６を参照して説明する。図１５及び図１６に示す固定子コイルは、一相が８個の単位コイルから構成され、その８個の単位コイルは、第１のコイルグループＡと第２のコイルグループＢとに二分されて、第１のコイルグループＡの単位コイルＡ１〜Ａ４は、同一極性になるようにして直列に接続され、第２のコイルグループＢの単位コイルＢ１〜Ｂ４は、前記第１のコイルグループＡの単位コイルと逆極性になるようにして直列に接続され、且つ、第１のコイルグループＡの直列回路と第２のコイルグループＢの直列回路が並列に接続されている。この場合、図１６に示すように、第１のコイルグループＡ及び第２のコイルグループＢの並列回路において、一方の共通接続点は電源入力端子Ｐｕに接続され、他方の共通接続点は中性点端子Ｎに接続されている。

そして、この各単位コイルの巻装方法は、図１５に示すように、第１のコイルグループＡの単位コイルＡ１〜Ａ４及び第２のコイルグループＢの単位コイルＢ１〜Ｂ４により形成される磁極が隣接せずに１つ置きとなるように巻装される隔極接続と呼ばれるものである。隔極接続は、同じ直列回路に属する各単位コイルが全周に分布するので、磁気的なバランスがよいという特徴がある。

特開２００８−１０９７９６号公報（図９、図１０）

しかしながら、上記構成のものでは、例えば、８極の場合、第１のコイルグループＡの１番目の単位コイルＡ１と第２のコイルグループＢの４番目の単位コイルＢ４が隣接するように、電位差の大きい単位コイルどうしが隣接するようになるので、絶縁性の観点からしてよくないという問題点がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、絶縁性能を向上させ、高電圧化に対応し、小型にして高出力化を図ることができる回転電機の固定子及びこの固定子を備えた回転電機を提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明の回転電機の固定子は、固定子鉄心と、この固定子鉄心に巻装された複数相の固定子コイルとを備え、前記各相の固定子コイルは、前記固定子鉄心に周方向に並ぶように配置されたｎ個（ｎ≧６）の単位コイルから構成され、そのｎ個の単位コイルは、第１のコイルグループと第２のコイルグループとに二分されて、第１のコイルグループの単位コイルは、同一極性になるようにして直列に接続され、第２のコイルグループの単位コイルは、前記第１のコイルグループの単位コイルと逆極性になるようにして直列に接続され、且つ、第１のコイルグループの一方の端子及び第２のコイルグループの一方の端子は電源入力端子に接続され、第１のコイルグループの他方の端子及び第２のコイルグループの他方の端子は中性点端子に接続され、前記固定子鉄心に対して、前記第１のコイルグループの１番目の単位コイル及び第２のコイルグループの１番目の単位コイルは、隣接して配置され、前記第１のコイルグループの２番目の単位コイル及び第２のコイルグループの２番目の単位コイルは、夫々前記第２のコイルグループの１番目の単位コイル及び第１のコイルグループの１番目の単位コイルに隣接して配置され、前記第１のコイルグループの３番目の単位コイル及び第２のコイルグループの３番目の単位コイルは、夫々前記第２のコイルグループの２番目の単位コイル及び第１のコイルグループの２番目の単位コイルに隣接して配置されていることを特徴とする。

また、本発明の回転電機は、上記した固定子と、この固定子の界磁空間に配置された回転子とを備えたことを特徴とする。

本発明の固定子によれば、第１のコイルグループの１番目の単位コイル及び第２のコイルグループの１番目の単位コイルの隣には第２のコイルグループの２番目の単位コイル及び第１のコイルグループの２番目の単位コイルが配置され、電位差の大きい単位コイルどうしが隣接することがないので、従来に比べて、絶縁性能を向上させることができ、高電圧化に対応できる。

本発明の回転電機によれば、絶縁性能が向上し、高電圧化に対応した固定子を備えているので、小型にして高出力化を図ることができる。

本発明の第１の実施形態のＵ相の固定子コイルの接続構成を模式的に示す図Ｕ相の固定子コイルの配置構成を簡略的に示す図永久磁石電動機の構成を示す概略図三相の固定子コイルの等価回路を示す図本発明の第２の実施形態を示す図１相当図本発明の第３の実施形態を示す図１相当図本発明の第４の実施形態を示す図１相当図図２相当図本発明の第５の実施形態を示す図１相当図本発明の第６の実施形態を示す図１相当図図２相当図本発明の第７の実施形態を示す図１相当図図２相当図本発明の第８の実施形態を示す図１相当図従来の発明における一相の固定子コイルの配置構成及び接続構成を示す図図１５の固定子コイルの等価回路を示す図

[第１の実施形態]
以下、本発明を電気自動車やハイブリッド自動車などに用いられるインバータ駆動方式の永久磁石電動機に適用した第１の実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
図３に示すように、永久磁石電動機１（回転電機）は、固定子２及び回転子３を備えている。固定子２は、固定子鉄心４に、複数相、例えば三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の固定子コイル５（Ｕ相コイル５ｕ、Ｖ相コイル５ｖ、Ｗ相コイル５ｗ）が巻装された構成である。固定子鉄心４は、電磁鋼板からなる複数枚の円環状の鉄心材を積層して一体的に結着することで形成されていて、円筒状をなしている。

固定子鉄心４の内周には、各相の固定子コイル５ｕ〜５ｗを収納するための４８個のスロット６が等角度で形成されている。各スロット６の内部にはそれぞれスロット絶縁紙（図示しない）が配置されていて、これにより、固定子鉄心４とスロット６内に配設される各相の固定子コイル５ｕ〜５ｗとの間が絶縁されるようになっている。

回転子３は、回転子鉄心７と、回転子鉄心７の内周側に設けられている回転軸８とを備えている。回転子鉄心７は、電磁鋼板からなる複数枚の円環状の鉄心材を積層して一体的に結着することで形成されていて、円筒状をなしている。回転子３は、固定子２の界磁空間に、その外周面と固定子２の内周面との間に僅かな隙間（エアギャップ）を隔てて配置され、固定子２に対して回転可能になっている。回転軸８は、回転子鉄心７を鉄心材の積層方向に貫いており、回転子鉄心７に固定されている。

回転子鉄心７の外周部には、外周に向かうに従って対向距離が順次大となる一対の磁性体スロット９が複数対、例えば８対（８極）、周方向に一定の間隔を存して設けられていて、これらは回転子鉄心７を鉄心材の積層方向に貫いている。磁性体スロット９には永久磁石１０が挿入されている。一対の永久磁石１０は、回転子鉄心７の外周側において極性（Ｎ極、Ｓ極）が交互に逆になるように配置され、永久磁石電動機１の磁極を形成している。

図４は、三相の固定子コイル５ｕ〜５ｗの等価回路を示している。Ｕ相コイル５ｕは、複数たる８個（ｎ＝８）の単位コイルからなり、１番目の単位コイルＵ１〜４番目の単位コイルＵ４が直列に接続されてなる第１のコイルグループ５ｕ１と、１番目の単位コイルＵ１'〜４番目の単位コイルＵ４'が直列に接続されてなる第２のコイルグループ５ｕ２とから構成されている。Ｖ相コイル５ｖは、Ｕ相コイル５ｕと同様、１番目の単位コイルＶ１〜４番目の単位コイルＶ４からなる第１のコイルグループ５ｖ１と、１番目の単位コイルＶ１'〜４番目の単位コイルＶ４'からなる第２のコイルグループ５ｖ２とから構成されている。Ｗ相コイル５ｗも、Ｕ相コイル５ｕと同様、１番目の単位コイルＷ１〜４番目の単位コイルＷ４からなる第１のコイルグループ５ｗ１と、１番目の単位コイルＷ１'〜４番目の単位コイルＷ４'からなる第２のコイルグループ５ｗ２とから構成されている。

第１のコイルグループ５ｕ１、５ｖ１及び５ｗ１は、中性点端子Ｎ１を介してスター結線されている。また、第２のコイルグループ５ｕ２、５ｖ２及び５ｗ２は、中性点端子Ｎ２を介してスター結線されている。そして、これらスター結線された第１のコイルグループ５ｕ１、５ｖ１及び５ｗ１の各一方の端子と、第２のコイルグループ５ｕ２、５ｖ２及び５ｗ２の各一方の端子とは、三相の電源入力端子Ｐｕ、Ｐｖ、Ｐｗに接続されている。なお、上記において単位コイルの順番は夫々の相の電源入力端子Ｐｕ、Ｐｖ、Ｐｗから近い順番に数えている。

図２は、Ｕ相コイル５ｕの配置構成を簡略的に示す図である。図２に示すように、Ｕ相コイル５ｕは、第１のコイルグループＡ（５ｕ１）の各単位コイルＡ１（Ｕ１）〜Ａ４（Ｕ４）と、第２のコイルグループＢ（５ｕ２）の各単位コイルＢ１（Ｕ１'）〜Ｂ４（Ｕ４'）との８個の単位コイルが、周方向に隣接せずに１つ置きとなるように交互に固定子鉄心４の全周にわたって配置されて構成されている。

具体的には、前記第１のコイルグループＡの１番目の単位コイルＡ１及び第２のコイルグループＢの１番目の単位コイルＢ１は、固定子鉄心４の上部で隣接して配置され、第１のコイルグループＡの２番目の単位コイルＡ２は、第２のコイルグループＢの１番目の単位コイルＢ１に隣接して配置され、第２のコイルグループＢの２番目の単位コイルＢ２は、第１のコイルグループＡの１番目の単位コイルＡ１に隣接して配置され、第１のコイルグループＡの３番目の単位コイルＡ３は、第２のコイルグループＢの２番目の単位コイルＢ２に隣接して配置され、第２のコイルグループＢの３番目の単位コイルＢ３は、第１のコイルグループＡの２番目の単位コイルＡ２に隣接して配置されている。

そして、第１のコイルグループＡの４番目の単位コイルＡ４は、第２のコイルグループＢの３番目の単位コイルＢ３に隣接して配置され、第２のコイルグループＢの４番目の単位コイルＢ４は、第１のコイルグループＡの３番目の単位コイルＡ３に隣接して配置され、且つ、４番目の単位コイルＡ４、Ｂ４は、固定子鉄心４の下部で隣接して配置されている。

図１は、Ｕ相コイル５ｕにおける各単位コイルの接続構成を模式的に示す図で、図１に示すように、各単位コイルは渡り線を介して接続されている。Ｕ相コイル５ｕは、中性点端子Ｎ２を巻き始め端として巻装が開始され、単位コイルＢ４、Ｂ３、Ｂ２、Ｂ１の順に同一方向に巻回され、次に、単位コイルＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の順に前記単位コイルＢ１〜Ｂ４と同一方向に巻回され、中性点端子Ｎ１を巻き終わり端として巻装が終了される。各単位コイルは、固定子鉄心４の内側から見て、同じ時計回りに巻回される。単位コイルＡ１と単位コイルＢ１との間の渡り線は切断され、第１のコイルグループＡ及び第２のコイルグループＢの各始端となり、Ｕ相の電源が供給される電源入力端子Ｐｕ１及びＰｕ２に接続される。Ｐｕ１及びＰｕ２は上記電源入力端子Ｐｕに接続される。一方、Ｕ相コイル５ｕの他端である単位コイルＡ４の巻き終わり端及び単位コイルＢ４の巻き始め端は、中性点端子Ｎ１、Ｎ２に接続される。

第１のコイルグループＡ（５ｕ１）は巻き始め端から、電源が入力され、第２のコイルグループＢ（５ｕ２）は巻き終わり端から電源が入力されることになるので、第１のコイルグループＡの各単位コイルＡ１〜Ａ４（Ｕ１〜Ｕ４）は、互いに同一の極性となり、第２のコイルグループＢの各単位コイルＢ１〜Ｂ４（Ｕ１'〜Ｕ４'）は、互いに上記極性とは反対の同一の極性となる。このような構成により、Ｕ相コイル５ｕは、８つの磁極を有する構成となっている。

図１に示すように、第１のコイルグループＡ（５ｕ１）の各単位コイルＡ１〜Ａ４（Ｕ１〜Ｕ４）において、単位コイルＡ１と単位コイルＡ２を接続する渡り線は、固定子鉄心４の軸方向両端面のうち電源入力端子Ｐｕ１の反対側の端面側に配置される。単位コイルＡ２と単位コイルＡ３を接続する渡り線は、単位コイルＡ２から前記電源入力端子Ｐｕ１の反対側端面を渡り、単位コイルＡ１が収納された固定子鉄心４のスロット６の左端を通って、さらに電源入力端子Ｐｕ１側端面に渡る。単位コイルＡ３と単位コイルＡ４とを接続する渡り線は、単位コイルＡ３から電源入力端子Ｐｕ１とは反対側の周を渡り、電源入力端子Ｐｕ１側の端面側に配置される。

また、Ｕ相コイル５ｕの第２のコイルグループＢ（５ｕ２）の各単位コイルＢ１〜Ｂ４（Ｕ１'〜Ｕ４'）において、単位コイルＢ１と単位コイルＢ２を接続する渡り線は、固定子鉄心４の軸方向両端面のうち電源入力端子Ｐｕ２の反対側の端面側に配置される。単位コイルＢ２と単位コイルＢ３を接続する渡り線は、単位コイルＢ２から前記電源入力端子Ｐｕ２の反対側端面を渡り、単位コイルＢ１の収納された固定子鉄心４のスロット６の右端を通って、さらに電源入力端子Ｐｕ２側端面に渡る。単位コイルＢ３と単位コイルＢ４を接続する渡り線は、単位コイルＢ３から電源入力端子Ｐｕ２とは反対側の周を渡り、電源入力端子Ｐｕ２側の端面側に配置される。

なお、Ｖ相コイル５ｖは、固定子鉄心４のスロット６に、Ｕ相コイル５ｕに対して４スロットずらして、上記したＵ相コイル５ｕと同様に各単位コイル間を渡り線で接続されて収納されていて、Ｗ相コイル５ｗも、固定子鉄心４のスロット６に、Ｖ相のコイル５ｖに対してさらに４スロットずらして、上記したＵ相コイル５ｕと同様に各単位コイル間を渡り線で接続されて収納されている。

各相の固定子コイル５ｕ〜５ｗにおいて、異相間（Ｕ相とＶ相とのコイルエンド部間、Ｖ相とＷ相とのコイルエンド部間）は、図示しない相間絶縁紙により絶縁されるようになっている。これに対し、同相の各単位コイル間（第１のコイルグループ５ｕ１の単位コイルと第２のコイルグループ５ｕ２の単位コイルとのコイルエンド部間、第１のコイルグループ５ｖ１の単位コイルと第２のコイルグループ５ｖ２の単位コイルとのコイルエンド部間及び第１のコイルグループ５ｗ１の単位コイルと第２のコイルグループ５ｗ２の単位コイルとのコイルエンド部間）は、各単位コイルを構成する導線のエナメル被膜により絶縁されるようになっている。

上記した構成の固定子２によれば、第１のコイルグループＡ（５ｕ１）の１番目の単位コイルＡ１（Ｕ１）の隣には、第２のコイルグループＢ（５ｕ２）の２番目の単位コイルＢ２（Ｕ２'）が配置され、第２のコイルグループＢの１番目の単位コイルＢ１（Ｕ１'）の隣には、第１のコイルグループＡの２番目の単位コイルＡ２（Ｕ２）が配置される。これにより、従来の８極の場合のように、１番目の単位コイルＡ１に４番目の単位コイルＢ４が隣接するように、電位差の大きい単位コイルどうしが隣接することがないので、従来に比べて、絶縁性能を向上させることができ、高電圧化に対応できる。

また、絶縁性能が向上するので、第１のコイルグループＡ及び第２のコイルグループＢの各単位コイル間に絶縁物を補強する必要はなく、充分に絶縁を確保できる。
上記した構成の回転電機１によれば、絶縁性能が向上することから絶縁物の補強の必要がなく、高電圧化に対応した固定子２を備えているので、小型にして高出力化を図ることができる。

次に、本発明の第２〜第８の実施形態について、図５〜図１４を参照して説明する。なお、図５〜図１４には上記第１の実施形態と同一部分には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてだけ説明する。

[第２の実施形態]
図５に示す第２の実施形態においては、Ｕ相コイル５ｕの第１のコイルグループＡ（５ｕ１）及び第２のコイルグループＢ（５ｕ２）の各単位コイルＡ１〜Ａ４（Ｕ１〜Ｕ４）及びＢ１〜Ｂ４（Ｕ１'〜Ｕ４'）の配置構成は、上記した第１の実施形態と同じである。Ｕ相コイル５ｕの各単位コイルの接続構成について以下に説明する。

まず、第１のコイルグループＡの各単位コイルＡ１〜Ａ４において、単位コイルＡ１と単位コイルＡ２及び単位コイルＡ２と単位コイルＡ３を接続する渡り線は、前記電源入力端子Ｐｕ１側の周を渡り、単位コイルＡ３と単位コイルＡ４を接続する渡り線は、電源入力端子Ｐｕ１とは反対側の周を渡り、いずれも電源入力端子Ｐｕ１側の端面側に配置される。

また、第２のコイルグループＢの各単位コイルＢ１〜Ｂ４において、単位コイルＢ１と単位コイルＢ２及び単位コイルＢ２と単位コイルＢ３を接続する渡り線は、前記電源入力端子Ｐｕ２側の周を渡り、単位コイルＢ３と単位コイルＢ４を接続する渡り線は、電源入力端子Ｐｕ２とは反対側の周を渡り、いずれも電源入力端子Ｐｕ２側の端面側に配置される。

このように第２の実施形態では、第１のコイルグループＡ及び第２のコイルグループＢの各単位コイルを接続する渡り線は、固定子鉄心４の軸方向両端面のうちの一方の端面側に配置されている。
なお、Ｖ相コイル５ｖ及びＷ相コイル５ｗについても、Ｕ相コイル５ｕと同様に構成される。

この第２の実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。特に、この第２の実施形態によれば、第１のコイルグループＡ及び第２のコイルグループＢの渡り線が、固定子鉄心４の軸方向両端面のうちの電源入力端子Ｐｕ１、Ｐｕ２及び中性点端子Ｎ１、Ｎ２が位置する端面側に配置されるので、渡り線の取扱いが容易になるという利点がある。

[第３の実施形態]
図６に示す第３の実施形態においては、Ｕ相コイル５ｕの第１のコイルグループＡ（５ｕ１）及び第２のコイルグループＢ（５ｕ２）の各単位コイルＡ１〜Ａ４（Ｕ１〜Ｕ４）及びＢ１〜Ｂ４（Ｕ１'〜Ｕ４'）の配置構成は、上記した第１の実施形態と同じである。Ｕ相コイル５ｕの各単位コイルの接続構成について以下に説明する。

第１のコイルグループＡの各単位コイルＡ１〜Ａ４において、単位コイルＡ１と単位コイルＡ２を接続する渡り線は、固定子鉄心４の軸方向両端面のうち電源入力端子Ｐｕ１側端面を渡り、単位コイルＢ１が収納された固定子鉄心４のスロット６の左端を通って、電源入力端子Ｐｕ１の反対側端面を渡り、さらに単位コイルＢ１が収納されたスロット６の右端を通って電源入力端子Ｐｕ１側の端面側に配置される。単位コイルＡ２と単位コイルＡ３を接続する渡り線は、電源入力端子Ｐｕ１側端面を渡り、単位コイルＡ１が収納されたスロット６の右端を通って、電源入力端子Ｐｕ１の反対側端面を渡り、さらに単位コイルＡ１が収納されたスロット６の左端を通って電源入力端子Ｐｕ１側の端面側に配置される。単位コイルＡ３と単位コイルＡ４を接続する渡り線は、電源入力端子Ｐｕ１とは反対側の周を渡り、電源入力端子Ｐｕ１側の端面側に配置される。

また、第２のコイルグループＢの各単位コイルＢ１〜Ｂ４において、単位コイルＢ１と単位コイルＢ２を接続する渡り線は、電源入力端子Ｐｕ２側端面を渡り、単位コイルＡ１が収納されたスロット６の右端を通って電源入力端子Ｐｕ２の反対側端面を渡り、さらに単位コイルＡ１が収納されたスロット６の左端を通って電源入力端子Ｐｕ２側の端面側に配置される。単位コイルＢ２と単位コイルＢ３を接続する渡り線は、電源入力端子Ｐｕ２側端面を渡り、単位コイルＢ１が収納されたスロット６の左端を通って電源入力端子Ｐｕ２の反対側端面を渡り、さらに単位コイルＡ１が収納されたスロット６の右端を通って電源入力端子Ｐｕ２側の端面側に配置される。単位コイルＢ３と単位コイルＢ４を接続する渡り線は、電源入力端子Ｐｕ２とは反対側の周を渡り、電源入力端子Ｐｕ２側の端面側に配置される。
なお、Ｖ相コイル５ｖ及びＷ相コイル５ｗについても、Ｕ相コイル５ｕと同様に構成される。

この第３の実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。特に、この第３の実施形態によれば、単位コイルＡ１と単位コイルＡ２を接続する渡り線及び単位コイルＢ２と単位コイルＢ３を接続する渡り線が、夫々単位コイルＢ１の１ターン分のコイルを形成し、単位コイルＡ２と単位コイルＡ３を接続する渡り線及び単位コイルＢ１と単位コイルＢ２を接続する渡り線が、夫々単位コイルＡ１の１ターン分のコイルを形成して、磁束の生成に寄与するという利点がある。

[第４の実施形態]
図７、図８に示す第４の実施形態は、三相１２極の例を示すもので、Ｕ相コイル５ｕは、第１のコイルグループＡの各単位コイルＡ１〜Ａ６（Ｕ１〜Ｕ６）と、第２のコイルグループＢの各単位コイルＢ１〜Ｂ６（Ｕ１'〜Ｕ６'）との１２個の単位コイル（ｎ＝１２）から構成されている。

単位コイルＡ１〜Ａ３及びＢ１〜Ｂ３の配置構成及び接続構成は上記した第１の実施形態と同じである。図８に示すように、単位コイルＡ４〜Ａ６及びＢ４〜Ｂ６の配置構成は、単位コイルＢ３及び単位コイルＡ３に隣接して、夫々単位コイルＡ６及び単位コイルＢ６が配置され、単位コイルＡ６及び単位コイルＢ６に隣接して、夫々単位コイルＢ４及び単位コイルＡ４が配置され、単位コイルＢ４及び単位コイルＡ４に隣接して、夫々単位コイルＡ５及び単位コイルＢ５が配置されていて、且つ、単位コイルＡ５と単位コイルＢ５は固定子鉄心４の下部で隣接して配置されている。

図７に示すように、単位コイルＡ３と単位コイルＡ４、単位コイルＡ４と単位コイルＡ５、及び単位コイルＡ５と単位コイルＡ６を接続する渡り線は、いずれも電源入力端子Ｐｕ１とは反対側の周を渡り、電源入力端子Ｐｕ１側の端面側に配置される。また、単位コイルＢ３と単位コイルＢ４、単位コイルＢ４と単位コイルＢ５、及び単位コイルＢ５と単位コイルＢ６を接続する渡り線は、いずれも電源入力端子Ｐｕ２とは反対側の周を渡り、電源入力端子Ｐｕ２側の端面側に配置される。
なお、Ｖ相コイル５ｖ及びＷ相コイル５ｗについても、Ｕ相コイル５ｕと同様に構成される。

この第４の実施形態によれば、最終番目（６番目）の単位コイルＡ６、Ｂ６が、夫々１番目の単位コイルＡ１、Ｂ１に隣接することがなく、３番目の単位コイルＡ３、Ｂ３に隣接するようになるので、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

[第５の実施形態]
図９に示す第５の実施形態においては、Ｕ相コイル５ｕは、１２個の単位コイルから構成され、各単位コイルＡ１〜Ａ６及びＢ１〜Ｂ６の配置構成は、上記した第４の実施形態と同じで、接続構成については、単位コイルＡ１〜Ａ３及びＢ１〜Ｂ３の接続構成は、上記した第２の実施形態と同じで、単位コイルＡ３〜Ａ６及びＢ３〜Ｂ６の接続構成は、上記した第４の実施形態と同じである。
なお、Ｖ相コイル５ｖ及びＷ相コイル５ｗについても、Ｕ相コイル５ｕと同様に構成される。

この第５の実施形態によれば、第４の実施形態と同様の効果が得られ、特に、第１のコイルグループＡ及び第２のコイルグループＢの各単位コイルを接続する渡り線が、固定子鉄心４の軸方向両端面のうちの一方の端面側に配置されているので、第２の実施形態と同様の効果を奏する。

[第６の実施形態]
図１０、図１１に示す第６の実施形態においては、Ｕ相コイル５ｕは、１２個の単位コイルから構成されている。単位コイルＡ１〜Ａ３及びＢ１〜Ｂ３の配置構成及び接続構成は、上記した第１の実施形態と同じである。残りの各単位コイルの配置構成については、図１１に示すように、単位コイルＢ３及び単位コイルＡ３に隣接して、夫々単位コイルＡ４及び単位コイルＢ４が配置され、単位コイルＡ４及び単位コイルＢ４に隣接して、夫々単位コイルＢ５及び単位コイルＡ５が配置され、単位コイルＢ５及び単位コイルＡ５に隣接して、夫々単位コイルＡ６及び単位コイルＢ６が配置されていて、且つ、単位コイルＡ６と単位コイルＢ６は固定子鉄心４の下部で隣接して配置されている。

残りの各単位コイルの接続構成については、図１０に示すように、単位コイルＡ３と単位コイルＡ４、単位コイルＡ４と単位コイルＡ５、単位コイルＡ５と単位コイルＡ６を接続する渡り線は、いずれも電源入力端子Ｐｕ１とは反対側の周を渡り、電源入力端子Ｐｕ１側の端面側に配置される。また、単位コイルＢ３と単位コイルＢ４、単位コイルＢ４と単位コイルＢ５、及び単位コイルＢ５と単位コイルＢ６を接続する渡り線は、いずれも電源入力端子Ｐｕ２とは反対側の周を渡り、電源入力端子Ｐｕ２側の端面側に配置される。
なお、Ｖ相コイル５ｖ及びＷ相コイル５ｗについても、Ｕ相コイル５ｕと同様に構成される。

この第６の実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果が得られ、特に、この第６の実施形態によれば、各単位コイルは、反時計方向に、単位コイルＡ１、Ｂ２、Ａ３、Ｂ４、Ａ５、及びＢ６の順に配置され、時計方向に、単位コイルＢ１、Ａ２、Ｂ３、Ａ４、Ｂ５、及びＡ６の順に配置されるので、絶縁性の一層の向上を図ることができる。

[第７の実施形態]
図１２、図１３に示す第７の実施形態は、三相１６極の例を示すもので、Ｕ相コイル５ｕは、第１のコイルグループＡの各単位コイルＡ１〜Ａ８（Ｕ１〜Ｕ８）と、第２のコイルグループＢの各単位コイルＢ１〜Ｂ８（Ｕ１'〜Ｕ８'）との１６個の単位コイル（ｎ＝１６）から構成されている。

単位コイルＡ１〜Ａ３及びＢ１〜Ｂ３の配置構成及び接続構成は、上記した第１の実施形態と同じである。残りの単位コイルの配置構成については、図１３に示すように、単位コイルＢ３及び単位コイルＡ３に隣接して、夫々単位コイルＡ８及び単位コイルＢ８が配置され、単位コイルＡ８及び単位コイルＢ８に隣接して、夫々単位コイルＢ４及び単位コイルＡ４が配置され、単位コイルＢ４及び単位コイルＡ４に隣接して、夫々単位コイルＡ７及び単位コイルＢ７が配置され、単位コイルＡ７及び単位コイルＢ７に隣接して、夫々単位コイルＢ５及び単位コイルＡ５が配置され、単位コイルＢ５及び単位コイルＡ５に隣接して、夫々単位コイルＡ６及び単位コイルＢ６が配置されていて、且つ、単位コイルＡ６と単位コイルＢ６は固定子鉄心４の下部で隣接して配置されている。

残りの単位コイルの接続構成については、図１２に示すように、単位コイルＡ３と単位コイルＡ４、単位コイルＡ４と単位コイルＡ５、単位コイルＡ５と単位コイルＡ６、単位コイルＡ６と単位コイルＡ７、及び単位コイルＡ７と単位コイルＡ８を接続する渡り線は、いずれも電源入力端子Ｐｕ１とは反対側の周を渡り、電源入力端子Ｐｕ１側の端面側に配置される。

また、単位コイルＢ３と単位コイルＢ４、単位コイルＢ４と単位コイルＢ５、単位コイルＢ５と単位コイルＢ６、単位コイルＢ６と単位コイルＢ７、及び単位コイルＢ７と単位コイルＢ８を接続する渡り線は、いずれも電源入力端子Ｐｕ２とは反対側の周を渡り、電源入力端子Ｐｕ２側の端面側に配置される。
なお、Ｖ相コイル５ｖ及びＷ相コイル５ｗについても、Ｕ相コイル５ｕと同様に構成される。

この第７の実施形態によれば、最終番目（８番目）の単位コイルＡ８、Ｂ８が、夫々１番目の単位コイルＡ１、Ｂ１に隣接することがなく、３番目の単位コイルＡ３、Ｂ３に隣接するようになるので、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

[第８の実施形態]
図１４に示す第８の実施形態においては、Ｕ相コイル５ｕは、１６個の単位コイルＡ１〜Ａ８及びＢ１〜Ｂ８から構成され、各単位コイルの配置構成は上記した第７の実施形態と同じである。各単位コイルの接続構成については、単位コイルＡ１〜Ａ３及びＢ１〜Ｂ３を接続する渡り線は、上記した第２の実施形態と同じ配置で、単位コイルＡ３〜Ａ８及びＢ３〜Ｂ８を接続する渡り線は、上記した第７の実施形態と同じ配置である。
なお、Ｖ相コイル５ｖ及びＷ相コイル５ｗについても、Ｕ相コイル５ｕと同様に構成される。

この第８の実施形態によれば、第７の実施形態と同様の効果が得られ、特に、第１のコイルグループＡ及び第２のコイルグループＢの各単位コイルを接続する渡り線が、固定子鉄心４の軸方向両端面のうちの一方の端面側に配置されているので、第２の実施形態と同様の効果を奏する。

この他、本発明は上記し且つ図面に示した実施形態にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。
例えば、上記実施形態では、三相８極（ｎ＝８）、三相１２極（ｎ＝１２）、三相１６極（ｎ＝１６）の場合について述べたが、三相６極にしてもよく、要は、複数相の固定子コイルを備え、且つ、各相の固定子コイルがｎ個（ｎ≧６：ｎは整数）の単位コイルから構成されている固定子及びこれを備えた回転電機全般に適用できる。

図面中、１は永久磁石電動機（回転電機）、２は固定子、３は回転子、４は固定子鉄心、５は固定子コイル、５ｕはＵ相コイル、５ｖはＶ相コイル、５ｗはＷ相コイル、Ｕ１〜Ｕ８及びＵ１'〜Ｕ８'はＵ相の単位コイル、Ｖ１〜Ｖ８及びＶ１'〜Ｖ８'はＶ相の単位コイル、Ｗ１〜Ｗ８及びＷ１'〜Ｗ８'はＷ相の単位コイル、６はスロット、８は回転軸、Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗ，Ｐｕ１，Ｐｕ２は電源入力端子、Ｎ１，Ｎ２は中性点端子を示す。

Claims

固定子鉄心と、
この固定子鉄心に巻装された複数相の固定子コイルとを備え、
前記各相の固定子コイルは、前記固定子鉄心に周方向に並ぶように配置されたｎ個（ｎ≧６）の単位コイルから構成され、そのｎ個の単位コイルは、第１のコイルグループと第２のコイルグループとに二分されて、第１のコイルグループの単位コイルは、同一極性になるようにして直列に接続され、第２のコイルグループの単位コイルは、前記第１のコイルグループの単位コイルと逆極性になるようにして直列に接続され、且つ、第１のコイルグループの一方の端子及び第２のコイルグループの一方の端子は電源入力端子に接続され、第１のコイルグループの他方の端子及び第２のコイルグループの他方の端子は中性点端子に接続され、
前記固定子鉄心に対して、前記第１のコイルグループの１番目の単位コイル及び第２のコイルグループの１番目の単位コイルは、隣接して配置され、前記第１のコイルグループの２番目の単位コイル及び第２のコイルグループの２番目の単位コイルは、夫々前記第２のコイルグループの１番目の単位コイル及び第１のコイルグループの１番目の単位コイルに隣接して配置され、前記第１のコイルグループの３番目の単位コイル及び第２のコイルグループの３番目の単位コイルは、夫々前記第２のコイルグループの２番目の単位コイル及び第１のコイルグループの２番目の単位コイルに隣接して配置されていることを特徴とする回転電機の固定子。
第１のコイルグループの単位コイル及び第２のコイルグループの単位コイルを夫々直列に接続する渡り線は、固定子鉄心の単位コイルを収納するスロットを通して該固定子鉄心の軸方向両端面側に配置されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子。
第１のコイルグループの単位コイル及び第２のコイルグループの単位コイルを夫々直列に接続する渡り線は、固定子鉄心の軸方向両端面のうちの一方の端面側に配置されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子。
請求項１から３のいずれか１項に記載の固定子と、
この固定子の界磁空間に配置された回転子とを備えたことを特徴とする回転電機。