JP5471867B2 - 回転電機の固定子 - Google Patents

Description

本発明は、例えば車両において電動機や発電機として使用される回転電機の固定子に関する。

従来より、回転電機の固定子として、周方向に複数のスロットを有する円環状の固定子コアと、固定子コアに巻回される複数の導線からなる固定子巻線と、を備えたものが一般的に知られている。

そして、例えば特許文献１には、スロット内に配置される導線の占積率を向上させるために、軸線に対して垂直方向の断面形状が矩形形状であるとともに、展開したときの全体形状がクランク状に蛇行した形状の各相巻線（Ｕ相導体、Ｖ相導体、Ｗ相導体）により、固定子巻線を構成する技術が開示されている。この場合、固定子巻線を構成する各相巻線は、所定の回数、渦巻き状に巻回して円筒状に形成された構造になっている。

特開２００１−１４５２８６号公報

ところで、上記特許文献１の場合、固定子巻線を構成する各相巻線（Ｕ相導体、Ｖ相導体、Ｗ相導体）は、所定の回数、渦巻き状に巻回することにより円筒状に形成される構造であることから、それぞれの導線は、長さの長いものが必要になる。このため、長い導線を製造するため、製造設備が大型化するという問題がある。さらに、製造する導線は、長いもの程、ハンドリングが悪くなるため、製造効率が悪化し、コストの増大化を招くこととなる。また、長い巻線を渦巻き状にして固定子コアのスロット内に収容されるため、復元力（スプリングバック力）による巻線と回転子との干渉、それによる巻線の傷つきや断線による性能不良といった、信頼性低下の可能性もある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、製造効率を高めるとともに、低コスト化、および信頼性向上を図ることができる回転電機の固定子を提供することを解決すべき課題とするものである。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、周方向に複数のスロットを有する円環状の固定子コアと、前記固定子コアに巻回される複数の導線からなる固定子巻線と、を備えた回転電機の固定子において、複数の前記導線の各々は、前記スロットに収容される第１スロット収容部と、第１スロット収容部から順に周方向に離間した前記スロットにそれぞれ収容される第２スロット収容部、第３スロット収容部、・・・、第ｎ（ｎは４以上の自然数）スロット収容部と、前記固定子コアの一端側における前記スロットの外部と前記固定子コアの他端側における前記スロットの外部とで交互に前記第１スロット収容部と前記第２スロット収容部を接続する第１ターン部、前記第２スロット収容部と前記第３スロット収容部を接続する第２ターン部、・・・、前記第（ｎ−１）スロット収容部と前記第ｎスロット収容部を接続する第（ｎ−１）ターン部と、を有し、前記固定子巻線は、前記第１スロット収容部を前記スロットの最も外径側に配置し、前記第ｎスロット収容部を前記スロットの最も内径側に配置するものであって、前記固定子巻線を形成する各相巻線は、少なくとも２つの前記導線を有するとともに、一方の前記導線の前記第１スロット収容部に接続される外周側端部と他方の前記導線の第ｎスロット収容部に接続される内周側端部とが接続されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、固定子巻線を構成する各相巻線は、複数の導線を接続することにより形成されている。この各相巻線は、複数の導線を接続するものであるため、１本の導線の長さを短くすることができる。このため、製造する際のハンドリングが極めて良好になり、製造効率を大幅に高めることができ、製造設備の小型化が可能となる。

また、少なくとも２つの導線は、一方の導線の第１スロット収容部に接続される外周側端部と他方の導線の第ｎスロット収容部に接続される内周側端部とが接続されている。即ち、最内径側に位置する内周側端部と最外径側に位置する外周側端部を接続することになる。このため、互いに接続する導線の端部をそれぞれ内径側と外径側とで離間した位置から引き出すことができ、任意の内周側端部と外周側端部を接合することが容易にできるとともに、結線の自由度を高めることができる。

なお、各相巻線が直列接続されている箇所は少なくとも１箇所あれば良く、その他の接続箇所の接続形態は、任意に選択することができる。

なお、ここでｎは４以上の自然数であり、ｎは４の場合に限らず、ｎが５、６、７、８、・・・、１２の場合であっても良い。特に、ｎが偶数の場合は、第１スロット収容部に接続される引出し部と第ｎスロット収容部に接続される引出し部が固定子コアの同じ端面から突出することになるため、引出し部の接続等が容易となる。

請求項２に記載の発明は、前記固定子巻線は、複数の前記導線を所定の状態に積み重ねて帯状に形成した導線集積体を巻き付けることにより円筒状に形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、固定子巻線は、先ず、複数の導線を所定の状態に積み重ねて帯状の導線集積体を形成し、その導線集積体を円筒状に巻き付けることにより形成される。この場合、導線集積体を形成する際には、導線を交差させて編み込む編込み作業を行うことなく、複数の導線を所定の状態に積み重ねる作業のみでよいため、導線集積体を簡易に形成することができる。特に、導線は、長さが短いため、ハンドリングが極めて良好になるので、帯状の導線集積体を形成する作業、およびその導線集積体を円筒状に巻き付ける作業が容易になり、信頼性も向上する。

請求項３に記載の発明は、前記導線は、前記スロットの数と同じ本数であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、スロット収容部が１スロットずつ周方向にずれた状態で、全ての導線を規則的に配置することができるので、真円筒形状により近い固定子巻線を形成することが可能となる。これにより、回転電機の出力特性やトルクリップル、損失等の性能の安定化を図ることができる。

請求項４に記載の発明は、前記内周側端部は、前記固定子コアの径方向外方側に折り曲げられていることを特徴とする。

通常、複数の導線を巻回して円筒状に形成される固定子巻線は、各導線の最内径側に位置するスロット収容部が、スプリングバックと呼ばれる反発力の作用により径方向内方へ膨出する傾向にある。そのため、一方の導線の最内径側に位置する内周側端部が、固定子コアの径方向外方側に折り曲げられていることによって、導線のスロット収容部が径方向内方へ膨出するのを防止することができる。これにより、導線が、固定子コアおよび固定子巻線の内径側に配設される回転子と接触するのを防止して、導線の表面に設けられた絶縁被膜の破壊を効果的に防止することができる。

請求項５に記載の発明は、前記一方の導線の前記内周側端部と前記他方の導線の前記外周側端部は、前記固定子巻線の軸方向端面上を通る渡り部を介して接続されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、渡り部を設けることによって、渡り部を介して導線のスロット収容部が径方向へ膨出するのを防止することができる。これにより、固定子コアおよび固定子巻線の内径側に配設される回転子との干渉を防止して、各導線の表面に設けられた絶縁被膜の破壊を効果的に防止することができる。なお、二つの導線の接続部は、渡り部の全範囲に設定することが可能である。但し、接続部を渡り部の端部に設定する場合には、回転子と干渉しない方の端部にするのが好ましい。また、渡り部が複数設けられる場合には、複数の渡り部が互いに固定子巻線の軸方向端面上で交差しないようにすることが好ましい。固定子巻線の軸方向端面上で交差する場合には、渡り部の高さ分だけ固定子巻線のコイルエンド高さが大きくなってしまうからである。

請求項６に記載の発明は、前記渡り部の両端部は、前記固定子コアの中心軸線から放射方向に延びる直線に沿って延びていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、渡り部の両端部が固定子コアの中心軸線から放射方向に延びる直線に沿って延びていることにより、渡り部を介して固定子巻線の径方向に力を作用させることができ、スロット収容部の径方向への膨出をより効果的に防止することができる。

請求項７に記載の発明は、前記固定子巻線の軸方向端面において、前記渡り部が設けられる領域と中性点の引出し部が設けられる領域が分離されていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、中性点の引出し部が一つの領域に集合しているので、回転電機から、中性点をまとめて取り出すことが可能となる。

請求項８に記載の発明は、前記中性点の引出し部と同じ領域に出力線の引出し部が設けられていることを特徴とする。

請求項８に記載の発明によれば、中性点および出力線の引出し部が一つの領域に集合しているので、回転電機から、中性点および出力線をまとめて取り出すことが可能となる。

請求項９に記載の発明は、前記一方の導線の前記内周側端部と前記他方の導線の前記外周側端部は、前記内周側端部と前記外周側端部とを接続する接続片を複数備えた接続部材により接続されていることを特徴とする。

請求項９に記載の発明によれば、接続部材を用いることにより、接続すべき導線同士の接続部の位置合わせが容易になるので、接続すべき導線同士の接続作業を簡易に行うことができる。特に、接続箇所が多数となる場合に効果的である。

請求項１０に記載の発明は、前記接続部材は、絶縁体からなる基板と、該基板の所定位置に埋設された複数の前記接続片とから構成されていることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明によれば、接続部材を、絶縁体からなる基板と、基板の所定位置に埋設された複数の接続片とから構成することで、接続すべき導線同士の接続作業を簡易に行うことが可能となる接続部材を、実現することができる。

請求項１１に記載の発明は、前記導線の両端に設けられる引出し部の少なくとも一方は、前記導線の最も長手方向外側に位置する前記スロット収容部から長手方向内側へ寄った位置に設けられていることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明によれば、接続すべき、一方の導線の最内径側に位置する内周側端部と、他方の導線の最外径側に位置する外周側端部との間の距離を短縮することが可能となる。これにより、固定子巻線の抵抗値を下げることによって、固定子の銅損低下が可能となる。

請求項１２に記載の発明は、前記一方の導線の前記内周側端部と前記他方の導線の前記外周側端部は、溶接により接続されていることを特徴とする。請求項１２に記載の発明によれば、導線同士の接続を強固にすることができるので、耐久性が向上する。

請求項１３に記載の発明は、前記溶接は、前記固定子巻線の最も外径側に位置する前記ターン部よりも外径側において行われていることを特徴とする。

請求項１３に記載の発明によれば、固定子巻線のコイルエンドよりも外方で溶接を行うため、溶接時の熱によりコイルエンド部の絶縁被膜が損傷することを防止できる。

請求項１４に記載の発明は、前記ターン部は、前記固定子コアの端面に平行な段部を前記固定子コアの軸方向に複数有する階段形状に形成されていることを特徴とする。

請求項１４に記載の発明によれば、ターン部が階段形状に形成されていることによって、固定子コアの端面から突出しているターン部（コイルエンド）の突出高さを低くすると共に、径方向幅を小さくすることができるので、固定子巻線を小型化することができる。

請求項１５に記載の発明は、前記導線の一端部に形成された引出し部と前記導線の最も一端側に位置する前記スロット収容部との間に設けられるターン部、および前記導線の他端部に形成された引出し部と前記導線の最も他端側に位置する前記スロット収容部との間に設けられるターン部のうちの少なくとも一方のターン部は、ストレート状に形成されていることを特徴とする。

請求項１５に記載の発明によれば、導線の両端部に設けられるターン部のうちの少なくとも一方のターン部は、段部等を形成することなく、ストレート状に形成することで、段部の形成箇所を減らすことができる。

請求項１６に記載の発明は、前記導線は、断面形状が矩形状の導体部と、該導体部の外周を覆う絶縁被膜部とからなることを特徴とする。

請求項１６に記載の発明によれば、断面形状が矩形状の導体部を有する導線を用いることで、固定子コアのスロット内に配置される導線（スロット収容部）をより密な状態に配置することができるため、占積率の向上を図ることができる。また、ターン部もより密な状態に配置することができる。

請求項１７に記載の発明は、複数の前記導線の全ては、各前記導線の両端部に形成された引出し部の間において同じ形状に成形されていることを特徴とする。

請求項１７に記載の発明によれば、全ての導線が、引出し部の間において同じ形状に成形されているため、導線の成形工程の簡略化を図ることができる。

請求項１８に記載の発明は、複数の前記導線の各々は、前記固定子コアの軸線の回りを渦巻き状に延伸するように設けられていることを特徴とする。

請求項１８に記載の発明によれば、各々の導線が、固定子コアの軸線の回りを、徐々に径が大きくなるような渦巻き状に延伸するように設けられているので、固定子巻線の径方向寸法を大きくさせることなく、導線を密に配置することができる。

実施形態に係る回転電機の固定子の全体斜視図である。 実施形態に係る回転電機の固定子の平面図である。 実施形態に係る回転電機の固定子の側面図である。 実施形態に係る固定子コアの平面図である。 実施形態に係る分割コアの平面図である。 実施形態に係る固定子巻線の全体斜視図である。 実施形態に係る固定子巻線の側面図である。 実施形態に係る固定子巻線の平面図である。 実施形態に係る固定子巻線の底面図である。 （Ａ）（Ｂ）実施形態において用いられる導線の断面図である。 （Ａ）は実施形態において用いられる導線の上面図であり、（Ｂ）は導線の平面図である。 （Ａ）は実施形態において用いられる導線のターン部の形状を示す斜視図であり、（Ｂ）は隣接する複数のターン部を示す斜視図である。 実施形態において用いられる導線集積体の図１３（Ｂ）の下方側から見た上面図である。 実施形態において用いられる導線集積体の正面図である。 実施形態において導線集積体を円筒形状に巻き付けた場合の１本の導線の斜視図である。 実施形態において用いられる固定子巻線の結線図である。 実施形態において各スロットの最外径側に配置される各導線の第１スロット収容部の配置位置を示す説明図である。 実施形態の固定子巻線において１本の導線（Ｕ１−４’）のスロット収容部の配置位置および軌跡を示す説明図である。 実施形態においてＶ相の巻線の接続状態を示す巻線仕様図である。 （Ａ）は変形例１の導線の展開図であり、（Ｂ）は変形例２の導線の展開図である。 （Ａ）は変形例３の導線の展開図であり、（Ｂ）は変形例４の導線の展開図である。 変形例５において用いられる導線のターン部の形状を示す斜視図である。 （Ａ）は変形例６の導線の上面図であり、（Ｂ）は変形例６の導線の平面図である。 実施形態２に係る回転電機の固定子の平面図である。 実施形態２に係る回転電機の固定子の側面図である。 実施形態２に係る回転電機の固定子の接続部材装着前の状態の平面図である。 実施形態２に係る回転電機の固定子の接続部材装着前の状態の側面図である。 実施形態２において用いられる接続部材の平面図である。 実施形態２において用いられる接続部材の側面図である。 実施形態２において用いられる接続部材の底面図である。 他の実施形態において固定子巻線を構成する導線の接続状態を示す固定子の平面図である。 他の実施形態において固定子巻線を構成する導線の接続状態を示す固定子の要部斜視図である。

以下、本発明に係る回転電機の固定子の実施形態について図面を参照しつつ具体的に説明する。

〔実施形態１〕
以下、本発明に係る回転電機の固定子の実施形態について図１〜図１７を参照しつつ具体的に説明する。図１は、本実施形態に係る回転電機の固定子の全体斜視図である。図２は、その固定子の平面図である。図３は、その固定子の側面図である。

本実施形態の固定子２０は、例えば車両の電動機及び発電機を兼ねる回転電機に使用されるものであって、内周側に回転子（図示せず）を回転自在に収容する。回転子は、永久磁石により周方向に磁性が交互に異なる磁極を固定子２０の内周側と向き合う外周側に複数形成している。固定子２０は、図１〜図３に示すように、固定子コア３０と、複数（本実施形態では４８本）の導線５０から形成される三相の固定子巻線４０とを備えている。なお、固定子コア３０と固定子巻線４０との間には、絶縁紙を配してもよい。

図４および図５を用いて固定子コア３０を説明する。図４は、本実施形態に係る固定子コアの平面図である。図５は、本実施形態に係る分割コアの平面図である。

固定子コア３０は、図４に示すように、内周に複数のスロット３１が形成された円環状を呈している。複数のスロット３１は、その深さ方向が径方向と一致するように形成されている。固定子コア３０に形成されたスロット３１の数は、回転子の磁極数（８磁極）に対し、固定子巻線４０の一相あたり２個の割合で形成されている。本実施形態では、８×３×２＝４８より、スロット数は４８個とされている。

固定子コア３０は、図５に示す分割コア３２を所定の数（本実施形態では２４個）を周方向に連結して形成されている。分割コア３２の外周には、外筒３７が嵌合されている（図１〜４参照）。分割コア３２は、一つのスロット３１を区画するとともに、周方向で隣接する分割コア３２との間で一つのスロット３１を区画する形状を呈している。具体的には、分割コア３２は、径方向内方に伸びる一対のティース部３３と、ティース部３３を径方向外方で連結するバックコア部３４とを有している。

固定子コア３０を構成する分割コア３２は、複数枚の電磁鋼板を積層させて形成されている。積層された電磁鋼板の間には、絶縁薄膜が配置されている。分割コア３２は、この電磁鋼板の積層体からだけでなく、従来公知の金属薄板および絶縁薄膜を用いて形成してもよい。

次に、図６〜図９を用いて固定子巻線４０を説明する。図６は、本実施形態に係る固定子巻線の全体斜視図であり、図７は側面図、図８は平面図、図９は底面図である。
固定子巻線４０は、図６〜図９に示すように、複数の導線５０により円筒形状に形成されており、固定子コア３０のスロット３１内に収容されるストレート部４１と、このストレート部４１の両端においてスロット３１外に配置されるコイルエンド部４２を有する。一方のコイルエンド部４２の端面において、出力線および中性点が軸方向に突出するとともに、内径側から突出した導線５０の端部を外径側から突出した導線５０の端部に接続する渡り部７０が設けられている。

固定子巻線４０を構成する導線５０は、図１０（Ａ）に示すように、銅製の導体６７と、導体６７の外周を覆い導体６７を絶縁する内層６８ａ及び外層６８ｂからなる絶縁被膜６８とから形成されている。内層６８ａおよび外層６８ｂを合わせた絶縁被膜６８の厚みは、１００μｍ〜２００μｍの間に設定されている。このように、内層６８ａおよび外層６８ｂからなる絶縁被膜６８の厚みが厚いので、導線５０同士を絶縁するために導線５０同士の間に絶縁紙等を挟み込む必要がなくなっているが、導線５０同士の間あるいは固定子コア３０と固定子巻線４０との間に絶縁紙を配設してもよい。

外層６８ｂはナイロン等の絶縁材で形成され、内層６８ａは外層６８ｂよりもガラス転移温度の高い熱可塑性樹脂またはポリアミドイミド等の絶縁材で形成されている。これにより、回転電機１００に発生する熱により外層６８ｂは内層６８ａよりも早く結晶化するため、外層６８ｂの表面硬度が高くなり、導線５０に傷がつきにくくなる。このため、後述するターン部５２に段部を形成する加工を施した導線５０の絶縁を確保することができる。

さらに、導線５０は、図１０（Ｂ）に示すように、内層６８ａおよび外層６８ｂからなる絶縁被膜６８の外周をエポキシ樹脂等からなる融着材６９で被覆してもよい。これにより、融着材６９は、回転電機に発生する熱により絶縁被膜６８よりも早く溶融するので、同じスロット３１に収容されている複数の導線５０同士が融着材６９同士により熱接着する。その結果、同じスロット３１に収容されている複数の導線５０が一体化し導線５０同士が硬化することで、スロット３１内の導線５０の機械的強度が向上する。なお、絶縁被膜６８の外層６８ｂには、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）よりなる被膜を用いてもよい。

図１１に、導線５０を平面上に展開した場合の図を示す。導線５０は、図１１に示すように、固定子コア３０のスロット３１内に収容される複数のスロット収容部５１と、スロット３１から固定子コア３０の外に突出し、周方向に異なるスロットに収容されているスロット収容部５１同士を接続している複数のターン部５２とを有する。具体的に、複数のスロット収容部５１は、少なくとも、スロット３１に収容される第１スロット収容部５１Ａと、第１スロット収容部５１Ａから周方向に離間したスロット３１に収容される第２スロット収容部５１Ｂと、第２スロット収容部５１Ｂから周方向に離間したスロット３１に収容される第３スロット収容部５１Ｃを含む。また、複数のターン部５２は、少なくとも、固定子コア３０の一端側におけるスロット３１の外部で第１スロット収容部５１Ａと第２スロット収容部５２Ｂを接続する第１ターン部５２Ａと、固定子コア３０の他端側におけるスロット３１の外部で第２スロット収容部５１Ｂと第３スロット収容部５１Ｃを接続する第２ターン部５２Ｂを含む。なお、本実施形態においては、図１１に示すように、各導線５０は、１２個のスロット収容部５１Ａ〜５１Ｌと、１１個のターン部５２Ａ〜５２Ｋとを備えている。

具体的に、本実施形態におけるスロット収容部５１は、図１１の左端に位置する第１スロット収容部５１Ａから順に、固定子コア３０の周方向に離間したスロット３１にそれぞれ収容される第２スロット収容部５１Ｂ、第３スロット収容部５１Ｃ、・・・、第１２スロット収容部５１Ｌの１２個からなる。また、ターン部５２は、固定子コア３０の一端側におけるスロット３１の外部と固定子コア３０の他端側におけるスロット３１の外部とで交互にスロット収容部５１同士を接続する第１ターン部５２Ａ、第２ターン部５２Ｂ、・・・、第１０ターン部５２Ｊ、および第１１スロット収容部５１Ｋと第１２スロット収容部５１Ｌを接続する第１１ターン部５２Ｋの１１個からなる。

この導線５０の隣り合うスロット収容部５１同士の周方向（矢印Ｙ方向）の離間距離Ｘは、全ての箇所で異なるようにされている。この場合、離間距離Ｘは、導線５０の第１スロット収容部５１Ａ側から第１２スロット収容部５１Ｌ側に向かうにつれて、徐々に短くなるようにされている。即ち、離間距離Ｘは、Ｘ１＞Ｘ２＞Ｘ３＞Ｘ４＞Ｘ５＞Ｘ６＞Ｘ７＞Ｘ８＞Ｘ９＞Ｘ１０＞Ｘ１１となっている。なお、離間距離Ｘは、固定子コア３０の周方向において隣り合うスロット３１同士の離間距離（スロットピッチ）を考慮して適宜設定される。

導線５０の両端には、他の導線５０等と接続するための引出し部５３ａ、５３ｂが設けられている。一方の引出し部５３ａは、第１スロット収容部５１Ａの端末から内側（図１１の右側）へ戻るように、スロット収容部間のターン部の略半分の長さに形成されたターン部５２Ｍを介して形成されている。よって、一方の引出し部５３ａは、第１スロット収容部５１Ａからターン部５２Ｍの長さだけ内側（図１１の右側）へ寄った所に位置している。他方の引出し部５３ｂは、第１２スロット収容部５１Ｌの端末から内側（図１１の左側）へ戻るように、スロット収容部間のターン部の略半分の長さに形成されたターン部５２Ｎを介して形成されている。よって、他方の引出し部５３ｂは、第１２スロット収容部５１Ｌからターン部５２Ｎの長さだけ内側（図１１の左側）へ寄った所に位置している。他方の引出し部５３ｂとターン部５２Ｎとの間には、固定子巻線４０の軸方向端面上で固定子コア３０の径方向外方へ折り曲げられて配置される渡り部７０が設けられている。

ターン部５２の略中央部には、第１スロット収容部５１Ａ、第２スロット収容部５１Ｂ、第３スロット収容部５１Ｃ、・・・、第１２スロット収容部５１Ｌを導線５０の長手方向およびスロット収容部５１の長手方向に直交する方向に順次段差が生じるようにクランク部５４（図１２参照）が形成されている。その結果、導線５０は図１１（Ａ）に示すように階段状の形状を有することになる。

図１２に、図１１に示す導線５０を用いて円筒形状の固定子巻線４０を形成した場合のターン部５２の形状を示す斜視図を示す。図１２（Ａ）に示すように、ターン部５２は、固定子コア３０の径方向に変位して固定子コア３０の端面３０ａに沿って延びるクランク部５４を有する。クランク部５４のクランク形状によるずれ量（径方向への変位量）は、ターン部５２の径方向厚み分である。これにより、ターン部５２によって接続されたスロット収容部５１同士は、ターン部５２の径方向厚み分だけ変位している。このようにクランク部５４がターン部５２に設けられていることにより、図１２（Ｂ）に示すように周方向に隣接している導線５０のターン部５２同士を密に巻回できる。また、図１２（Ｂ）に示すように周方向に隣接するターン部５２は互いに同じ形状であり、ターン部５２同士が干渉するのを防止している。

また、スロット３１から固定子コア３０の外に突出するターン部５２の突出箇所に、導線５０がまたがって設置されているスロット同士に向けて固定子コア３０の軸方向両側の端面３０ａに沿って段部５５が形成されている。これにより、スロット３１から突出している導線５０のターン部５２の突出箇所の間隔、言い換えればターン部５２が形成する三角形状部分の底辺の長さは、導線５０がまたがって設置されているスロット同士の間隔よりも狭くなっている。その結果、コイルエンドの高さが低くなる。

また、固定子コア３０の端面３０ａに沿った段部５５の長さをｄ１、周方向に隣接するスロット同士の間隔をｄ２とすると、ｄ１≦ｄ２になっている。これにより、導線５０の段部５５が周方向に隣り合うスロットから突出する導線５０と干渉することを防止できる。これにより、周方向に隣接するスロットから突出する導線５０同士が互いに干渉することを避けるために、コイルエンドの高さが高くなったり、あるいはコイルエンドの径方向の幅が大きくなったりすることを防止できる。その結果、コイルエンドの高さが低くなる。さらに、コイルエンドの径方向の幅が小さくなるので、固定子巻線４０が径方向外側に張り出すことを防止する。

さらに、導線５０には、ターン部５２の略中央部のクランク部５４と、ターン部５２の突出箇所に形成した段部５５との間に、それぞれ２個の段部５６が形成されている。つまり、固定子コア３０の一方の軸方向の端面３０ａ側の導線５０のターン部５２には、１個のクランク部５４と合計６個の段部５５、５６が形成されている。これにより、クランク部５４や段部５５、５６を形成しない三角形状のターン部の高さに比べ、ターン部５２の高さが低くなる。クランク部５４のクランク形状も、段部５５、５６と同様に、固定子コア３０の端面３０ａに沿って形成されている。したがって、導線５０のターン部５２は、クランク部５４を挟んで両側が階段状に形成されている。

固定子巻線４０は、図１１に示した導線５０を４８本用いて形成されている。ただし、固定子巻線４０に出力線や中性点などを設けるために、渡り部７０を設けていない導線５０を適宜混在させても良い。したがって、本実施形態では、４８本の導線５０の全ては、各導線５０の両端部に形成された引出し部５３ａ、５３ｂの間において同じ形状に成形されている。

この固定子巻線４０を形成するには、先ず、４８本の導線５０を、それぞれの第１スロット収容部５１Ａが固定子コア３０の隣接するスロット３１の周方向距離（１スロットピッチ）だけ導線５０の長手方向にずれるようにして順次積み重ねる。これにより、図１３（Ａ）（Ｂ）に示すように、長手方向両端部に階段状に傾斜した傾斜面４５ａを有する帯状の導線集積体４５を形成する。なお、図１３（Ａ）において、積み重ね最初の導線５０ａは左側端部の最下方に位置しており、積み重ね最後の導線５０ｂは右側端部の最上方に位置している。このように導線５０を積み重ねることで、上記の導線５０を固定子巻線４０において周方向に複数有する構成となる。

そして、その導線集積体４５を、長手方向一端側から巻き付けて、径方向の厚みが全周で一定となるように円筒形状に成形する。本実施形態では、図１３（Ａ）において、積み重ね最初の導線５０ａが内側となるようにして、導線集積体４５の左端側から反時計回り方向（矢印Ｚ方向）に巻き付けを開始し、導線集積体４５の長手方向両端部の傾斜面４５ａ同士が互いに面接触した状態に巻き付けられている。これにより、円筒形状に成形された導線集積体４５の各導線５０は、図１３（Ｃ）に示すように、周方向に略１周半する渦巻き状に巻き付けられている。即ち、各導線５０は、固定子コア３０の中心軸線Ｏの回りを渦巻き状に延伸するように成形されている（図１６参照）。

その後、４８本の導線５０のうち所定の導線５０の引出し部５３ａ、５３ｂを溶接で接続することにより、図６〜図９に示す固定子巻線４０が得られる。ここで、固定子巻線４０の最も外径側に位置するターン部５２は、スロット３１の最も外径側に収容されたスロット収容部５１よりも外径側に突出していないので、固定子巻線４０のコイルエンド４２の外径寸法を小さくできる。

この固定子巻線４０を構成する導線５０は、ターン部５２の略中央部に、ターン部５２の径方向厚み分だけ径方向にずれたクランク部５４が設けられていることにより、ターン部５２によって接続されたスロット収容部５１同士は、固定子コア３０の中心軸線からの半径距離が、スロット収容部５１の径方向厚み分だけ異なっている。また、導線５０は、隣り合うスロット収容部５１同士の離間距離Ｘが、導線５０の第１スロット収容部５１Ａ側から第１２スロット収容部５１Ｌ側に向かうにつれて、徐々に短くなるようにされており、全ての箇所で実質的に異なっている（図８参照）。これらのことから、固定子巻線４０は、径方向に重なり合うスロット収容部５１が、周方向に位置ずれすることなく径方向一列にストレートな状態に整列するようになるので、真円筒形状により近い形状にすることができる（図６および図７参照）。

この固定子巻線４０は、複数の導線の第１スロット収容部５１Ａ同士、第２スロット収容部５１Ｂ同士、・・・、第１２スロット収容部５１Ｌ同士をそれぞれ周方向に連続するスロットに配置するとともに、第１スロット収容部５１Ａ同士、第２スロット収容部５１Ｂ同士、・・・、第１２スロット収容部５１Ｌ同士の固定子コアの中心軸線Ｏからの半径距離がそれぞれ等しくなるよう配置されているので、固定子巻線４０の外径寸法および内径寸法を周方向で均一化することができる。この固定子巻線４０は、図１４に示すように、それぞれの相が１６本の導線５０を直列に接続した各相巻線４３（Ｕ、Ｖ、Ｗ）をＹ結線した三相巻線として形成されている。

図１５において、各導線５０のスロット収容部５１は、１２個の破線円と放射方向に延びる破線とが交差する位置に配置されており、最外径側と最内径側のみが矩形断面形状で表されている。また、放射方向に１列に並んだスロット収容部５１の外側には、ぞれぞれ対応する１〜４８のスロット番号が付されている（以後、図１６においても同じ）。また、スロット番号の外側には、それぞれのスロットの最外径側（第１２層）に、巻回の始端側となる第１スロット収容部５１Ａが配置される導線の番号が付されている。

各相の巻線を構成する１６本の導線５０は、８個の同一のスロット３１にスロット収容部５１が収容される８本の導線５０と、それら８個のスロット３１とは別の８個の同一のスロット３１にスロット収容部５１が収容される８本の導線５０とに分かれている。例えばＵ相の場合には、８本の導線（Ｕ１−１）〜（Ｕ１−４）および（Ｕ１−１’）〜（Ｕ１−４’）は、外径側から内径側に向かって反時計回りに巻回されて、それぞれのスロット収容部５１が、１番スロット、７番スロット、１３番スロット、１９番スロット、２５番スロット、３１番スロット、３７番スロットおよび４３番スロットに収容される。また、他の８本の導線（Ｕ２−１）〜（Ｕ２−４）および（Ｕ２−１’）〜（Ｕ２−４’）は、外径側から内径側に向かって反時計回りに巻回されて、それぞれのスロット収容部５１が、２番スロット、８番スロット、１４番スロット、２０番スロット、２６番スロット、３２番スロット、３８番スロットおよび４４番スロットに収容される。

なお、図１５には、代表として導線（Ｕ１−１）の軌跡が示されている。図１５において、黒四角で示された部分は導線（Ｕ１−１）のスロット収容部５１が配置されていることを示し、導線（Ｕ１−１）の周方向に延びる太線は、固定子コア３０の軸方向一方側（図１４の紙面手前側）に位置するターン部５２を示し、導線（Ｕ１−１）の周方向に延びる二点鎖線は、固定子コア３０の軸方向他方側（図１４の紙面後側）に位置するターン部５２を示す（以後、図１６においても同じ）。

この固定子巻線４０は、図１５に示すように、各スロット３１において、８本の導線５０のスロット収容部５１が径方向に１２層、積層された状態になっている。導線（Ｕ１−１）は、始端側の第１スロット収容部５１Ａが１番スロットの最外層（第１２層）に位置し、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが１９番スロットの最内層（第１層）に位置している。

また、固定子巻線４０を構成する４８本の導線５０は、長手方向（周方向）に１スロットピッチずつずれて配置されているので、各導線５０の始端側となる第１スロット収容部５１Ａが、４８個の各スロット３１の最外層（第１２層）に順に収容されている。下記の表１は、１番〜４８番の各スロット３１において、最外層に位置する導線の番号と、最内層に位置する導線の番号をまとめたものである。

固定子巻線４０を構成する導線５０は、各導線５０の一端側（第１スロット収容部５１Ａ側）から他端側（第１２スロット収容部５１Ｌ側）に向かうにつれて、スロット収容部５１の固定子コア３０の中心軸線Ｏからの半径距離が順次小さくなっている。本実施形態の場合、各導線５０は、ターン部５２によって接続されたスロット収容部５１同士の固定子コア３０の中心軸線Ｏからの半径方向距離がスロット収容部５１の径方向厚み分異なっている。

図１６は、固定子巻線４０を図１５の裏側から見た場合の、１本の導線（Ｕ１−４’）の軌跡を示す図である。この導線（Ｕ１−４’）は、始端側となる第１スロット収容部５１Ａが４３番スロットの第１２層（最外層）に配置され、第２スロット収容部５１Ｂが１番スロットの第１１層に配置され、第３スロット収容部５１Ｃが７番スロットの第１０層に配置され、第４スロット収容部５１Ｄが１３番スロットの第９層に配置され、最終の第１２スロット収容部５１Ｌが１３番スロットの第１層（最内層）に配置されている。即ち、導線（Ｕ１−４’）は、始端側（外径側）から終端側（内径側）に向かうにつれて、スロット収容部５１の固定子コア３０の中心軸線Ｏからの半径距離が順次小さくなっている。

よって、固定子コア３０の中心軸線Ｏから、第１スロット収容部５１Ａまでの半径距離ｒ４３と、第２スロット収容部５１Ｂまでの半径距離ｒ１と、第３スロット収容部５１Ｃまでの半径距離ｒ７と、第４スロット収容部５１Ｄまでの半径距離ｒ１３は、順次スロット収容部５１の径方向厚み分小さくなっており、以後同様に、第１２スロット収容部５１Ｌに至るまで、半径距離が順次スロット収容部５１の径方向厚み分小さくなっている。すなわち、第１スロット収容部５１Ａから第１２スロット収容部５１Ｌに至るまで、半径距離が順次小さくなるのみで、途中で半径距離が大きくなることはない。

次に、１６本の導線５０を直列に接続してなる各相巻線４３（Ｕ、Ｖ、Ｗ）のうち、代表としてＶ相の各相巻線の接続状態を、図１４、図１７および上記の表１を参照して説明する。なお、Ｕ相、Ｗ相の各相巻線もＶ相と同様の接続となっている。図１４において出力線Ｖの始端に位置する導線（Ｖ１−１）は、表１および図１７に示すように、始端側の第１スロット収容部５１Ａが５番スロットの最外層（第１２層）に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが２３番スロットの最内層（第１層）に配置されている。導線（Ｖ１−１）の終端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが１７番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが３５番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ１−２）の始端側が接続されている。

導線（Ｖ１−２）の終端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが２９番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが４７番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ１−３）の始端側が接続されている。導線（Ｖ１−３）の終端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが４１番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが１１番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ１−４）の始端側が接続されている。導線（Ｖ１−４）の終端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが６番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが２４番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ２−１）の始端側が接続されている。

導線（Ｖ２−１）の終端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが１８番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが３６番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ２−２）の始端側が接続されている。導線（Ｖ２−２）の終端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが３０番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが４８番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ２−３）の始端側が接続されている。導線（Ｖ２−３）の終端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが４２番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが１２番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ２−４）の始端側が接続されている。

導線（Ｖ２−４）の終端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが４８番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが１８番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ２−４’）の終端側が接続されている。導線（Ｖ２−４’）の始端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが３６番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが６番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ２−３’）の終端側が接続されている。導線（Ｖ２−３’）の始端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが２４番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが４２番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ２−２’）の終端側が接続されている。導線（Ｖ２−２’）の始端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが１２番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが３０番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ２−１’）の終端側が接続されている。

導線（Ｖ２−１’）の始端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが４７番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが１７番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ１−４’）の終端側が接続されている。導線（Ｖ１−４’）の始端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが３５番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが５番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ１−３’）の終端側が接続されている。導線（Ｖ１−３’）の始端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが２３番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが４１番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ１−２’）の終端側が接続されている。導線（Ｖ１−２’）の始端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが１１番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが２９番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ１−１’）の終端側が接続されている。なお、導線（Ｖ１−１’）の始端側は、中性点Ｖに接続されている。

次に、表１、図１１および図１７を参照して各導線５０の接続状態を説明する。ここでは、代表として２本の導線（Ｖ１−１）（Ｖ１−２）の接続状態を説明する。一方の導線（Ｖ１−１）は、始端側となる第１スロット収容部５１Ａが５番スロットの最外層（第１２層）に配置され、終端側となる第１２スロット収容部５１Ｌが２３番スロットの最内層（第１層）に配置されている。この導線（Ｖ１−１）の終端側に設けられた引出し部５３ｂ（内周側端部）は、第１２スロット収容部５１Ｌが配置されている２３番スロットからターン部５２Ｎの長さ分だけ戻った所（２０番スロット付近）に位置している。

そして、他方の導線（Ｖ１−４’）は、始端側となる第１スロット収容部５１Ａが１７番スロットの最外層（第１２層）に配置され、終端側となる第１２スロット収容部５１Ｌが３５番スロットの最内層（第１層）に配置されている。この導線（Ｖ１−２）の始端側に設けられた引出し部５３ａ（外周側端部）は、第１スロット収容部５１Ａが配置されている４７番スロットからターン部５２Ｍの長さ分だけ戻った所（２番スロット付近）に位置している。図６〜図９に示すように、この導線（Ｖ１−１）の引出し部５３ｂ（内周側端部）は、径方向外方側へ略直角に折り曲げられた後、その先端が、固定子巻線４０の外周端部に位置する導線（Ｖ１−４’）の引出し部５３ａ（外周側端部）の先端部に溶接接合されることにより接続されている。

この溶接接合は、固定子巻線４０の最も外径側に位置するターン部５２よりも外径側において溶接により接続されている。この場合、導線（Ｖ１−１）の引出し部５３ｂ（内周側端部）の折り曲げ部は、固定子巻線４０の軸方向端面（ターン部５２の軸方向外面）上を通る渡り部７０を形成しており、２本の導線（Ｖ１−１）（Ｖ１−２’）は、渡り部７０を介して接続されている。これにより、内径側に位置するス第１２ロット収容部５１Ｌの径方向内方への膨出をより効果的に防止することができるので、内径側に位置する回転子との干渉を回避することが可能となる。

なお、渡り部７０は、図２および図８に示すように、渡り部７０の径方向両端部７０ａ、７０ｂが、固定子コア３０（固定子巻線４０）の中心軸線Ｏから放射方向に延びる直線に沿って延びるように形成されている。渡り部７０の形状をこのようにすることによって、導線の折り曲げを容易にするとともに、溶接接合を容易にすることができる。

また、この渡り部７０は、図２および図８に示すように、固定子巻線４０の軸方向端面上において、周方向に略３／４周する範囲の領域に設けられている。そして、固定子巻線４０の軸方向端面上の残り１／４周する範囲の領域には、中性点Ｖ、出力線Ｗ、中性点Ｕ、出力線Ｖ、中性点Ｗおよび出力線Ｕの引出し部が順番に並んで設けられている。即ち、固定子巻線４０の軸方向端面において、中性点Ｕ、Ｖ、Ｗの引出し部と同じ領域に出力線Ｕ、Ｖ、Ｗの引出し部が設けられているとともに、渡り部７０が設けられる領域と中性点Ｕ、Ｖ、Ｗおよび出力線Ｕ、Ｖ、Ｗの引出し部が設けられる領域が分離されている。

上記のように構成された固定子巻線４０は、外周側から分割コア３２が挿入されることによって固定子コア３０と組み付けられている（図１〜図３参照）。これにより、固定子巻線４０を構成する導線５０は、固定子コア３０の内周側で周方向に沿って波巻きされた状態に組み付けられている。導線５０のターン部５２によって接続されたスロット収容部５１同士は、所定のスロットピッチ（本実施形態では、３相×２個＝６スロットピッチ）だけ離間したスロット３１に収容されている。隣り合うスロット収容部５１同士を接続するターン部５２は、固定子コア３０の軸方向の両端面からそれぞれ突出し、その突出している部分によりコイルエンドが形成されている。

以上のように構成された本実施形態の回転電機の固定子２０によれば、固定子巻線４０を構成する各相巻線４３は、複数の導線５０を接続することにより形成されているので、導線５０の長さを短くすることができる。そのため、固定子巻線４０を製造する際のハンドリングが極めて良好になり、製造効率を大幅に高めることができる。また、導線５０の長さが短いので、製造設備の小型化が可能となる。

また、２つの導線５０は、一方の導線５０の第１スロット収容部５１Ａに接続される外周側端部（引出し部５３ａ）と他方の導線５０の第１２スロット収容部５１Ｌに接続される内周側端部（引出し部５３ｂ）とが接続されている。即ち、最内径側に位置する内周側端部（引出し部５３ｂ）と最外径側に位置する外周側端部（引出し部５３ａ）を接続することになる。このため、互いに接続する導線５０の端部をそれぞれ内径側と外径側とで離間した位置から引き出すことができ、内周側端部（引出し部５３ｂ）と外周側端部（引出し部５３ａ）を接合することが容易にできるとともに、結線の自由度を高めることができる。

また、本実施形態の固定子巻線４０は、複数の導線５０を所定の状態に積み重ねて帯状に形成した導線集積体を巻き付けることにより円筒状に形成されている。このとき、導線５０は、長さが短いため、ハンドリングが極めて良好になるので、帯状の導線集積体を形成する作業、およびその導線集積体を円筒状に巻き付ける作業を容易に行うことができる。

また、固定子巻線４０を構成する導線５０の本数（４８本）は、スロット３１の個数（４８個）と同じであるため、スロット収容部５１が１スロットずつ周方向にずれた状態で、全ての導線５０を規則的に配置することができる。そのため、真円筒形状により近い形状の固定子巻線４０を形成することが可能となる。これにより、回転電機の出力特性やトルクリップル、損失等の性能の安定化を図ることができる。さらに、固定子巻線４０を構成する４８本の導線５０の全てが、引出し部５３ａ、５３ｂの間において同じ形状に成形されているため、導線５０を成形して形成する際に成形工程の簡略化を図ることができる。そして、固定子巻線４０を構成する各導線５０は、固定子コア３０の中心軸線Ｏの回りを渦巻き状に延伸するように設けられているので、固定子巻線４０の径方向寸法を大きくさせることなく、導線５０を密に配置することができる。

また、本実施形態では、接続すべき２本の導線５０において、一方の導線５０の最内径側に位置する内周側端部（引出し部５３ｂ）は、固定子コア３０の径方向外方側に折り曲げられて、その先端が他方の導線５０の最外径側に位置する外周側端部（引出し部５３ａ）に接続されている。そのため、一方の導線５０の最内径側に位置する内周側端部（引出し部５３ｂ）が、固定子コア３０の径方向外方側に折り曲げられていることによって、一方の導線５０のスロット収容部５１が径方向内方へ膨出するのを防止することができる。これにより、一方の導線５０が、固定子コア３０および固定子巻線４０の内径側に配設される回転子と接触するのを防止して、導線５０の表面に設けられた絶縁被膜の破壊を効果的に防止することができる。

また、一方の導線５０の最内径側に位置する内周側端部（引出し部５３ｂ）と他方の導線５０の最外径側に位置する外周側端部（引出し部５３ａ）は、固定子巻線３０の軸方向端面上を通る渡り部７０を介して接続されている。そのため、渡り部７０を介して導線５０のスロット収容部５１が径方向内方へ膨出するのを防止することができる。これにより、固定子コア３０および固定子巻線４０の内径側に配設される回転子との干渉を防止して、導線５０の表面に設けられた絶縁被膜の破壊を効果的に防止することができる。

特に、本実施形態では、渡り部７０の両端部７０ａ、７０ｂが、固定子コア３０の中心軸線Ｏから放射方向に延びる直線に沿って延びるようにされているので、渡り部７０を介して固定子巻線４０の径方向外方に力を作用させることができ、導線５０のスロット収容部５１の径方向内方への膨出をより効果的に防止することができる。

また、本実施形態では、固定子巻線４０の軸方向端面において、渡り部７０が設けられる領域と中性点の引出し部が設けられる領域が分離されている。これにより、中性点の引出し部を一つの領域に集合させているので、回転電機から、中性点をまとめて取り出すことができる。さらに、中性点の引出し部と同じ領域に出力線の引出し部が設けられているので、回転電機から、中性点および出力線をまとめて取り出すことができる。また、中性点と出力線の配線をユニット化することができるので、組付け工数の低減が可能となる。

また、本実施形態では、導線５０の両端に設けられる外周側端部（引出し部５３ａ）、内周側端部（引出し部５３ｂ）は、導線５０の最も長手方向外側に位置するスロット収容部５１Ａ、５１Ｌから長手方向内側へ寄った位置に設けられている。これにより、接続すべき、一方の導線５０の最内径側に位置する内周側端部（引出し部５３ｂ）と、他方の導線５０の最外径側に位置する外周側端部（引出し部５３ａ）との間の距離を短縮することができる。本実施形態の場合、両方の外周側端部（引出し部５３ａ）、内周側端部（引出し部５３ｂ）が、スロット収容部５１Ａ、５１Ｌから長手方向内側へ寄った位置に設けられているため、最大限の短縮が可能となる。これにより、固定子巻線４０の抵抗値を下げることによって、固定子２０の銅損低下が可能となる。

なお、導線５０の両端に設けられる引出し部５３ａ、５３ｂは、例えば図１８（Ａ）（Ｂ）および図１９（Ａ）（Ｂ）に示す変形例１〜４のように設けることができる。図１８（Ａ）に示す変形例１の場合には、両方の引出し部５３ａ、５３ｂは、両端に位置する第１および第１２スロット収容部５１Ａ、５１Ｌの端末からそれぞれ外側へ向かって延びるように、スロット収容部間のターン部の略半分の長さに形成されたターン部５２Ｍ、５２Ｎを介して形成されている。図１８（Ｂ）に示す変形例２の場合には、一方の引出し部５３ａは、第１スロット収容部５１Ａの端末から外側へ向かって延びるように、スロット収容部間のターン部の略半分の長さに形成されたターン部５２Ｍを介して形成され、他方の引出し部５３ｂは、第１２スロット収容部５１Ｌの端末から内側へ戻るように、スロット収容部間のターン部の略半分の長さに形成されたターン部５２Ｎを介して形成されている。

そして、図１９（Ａ）に示す変形例３の場合には、一方の引出し部５３ａは、第１スロット収容部５１Ａの端末から内側へ戻るように、スロット収容部間のターン部の略半分の長さに形成されたターン部５２Ｍを介して形成され、他方の引出し部５３ｂは、第１２スロット収容部５１Ｌの端末から外側へ向かって延びるように、スロット収容部間のターン部の略半分の長さに形成されたターン部５２Ｎを介して形成されている。また、図１９（Ｂ）に示す変形例４の場合には、両方の引出し部５３ａ、５３ｂは、両端に位置する第１および第１２スロット収容部５１Ａ、５１Ｌの端末からそれぞれ直接、延長するように形成されている。

また、実施形態１では、図１２に示したように、ターン部５２の略中央部のクランク部５４と、ターン部５２の突出箇所に形成した段部５５との間に、それぞれ２個の段部５６が形成されていたが、ターン部５２の形状を図２０に示す形状に変更した変形例５のようにすることもできる。変形例５では、ターン部５２の略中央部のクランク部５４と、ターン部５２の突出箇所に形成した段部５５との間に、段部５６が形成されていない。このようなターン部５２の形状とすることで、ターン部５２の形状および加工を簡易なものにすることができる。

なお、ターン部５２の形状は、図１２や図２０の形状に限らず、種々の形状を採用することができる。例えば、ターン部５２の略中央部のクランク部５４のクランク形状によるずれ量（径方向への変位量）がスロット収容部５１の径方向厚み分であるものを、スロット収容部５１の径方向厚みの０．５倍や１．５倍あるいは２倍としても良い。このようにクランク形状を変更した場合、ターン部５２によって接続されたスロット収容部５１同士の固定子コア３０の中心軸線Ｏからの半径距離ｒも同様に、スロット収容部５１の径方向厚みの０．５倍や１．５倍あるいは２倍異なるものになる。

また、実施形態１では、図１１に示したように、導線５０の両端部にそれぞれ形成された引出し部５３ａ、５３ｂと、それら引出し部５３ａ、５３ｂに最も近い所に位置するスロット収容部５１Ａ、５１Ｌとの間にそれぞれ設けられた略半分のターン部５２Ｍ、５２Ｎは、曲げ加工により段部が形成されているが、図２１に示す変形例６のように、ターン部５２Ｍ、５２Ｎに段部を形成することなく、ストレート状にしてもよい。このようにターン部５２Ｍ、５２Ｎをストレート状にすることで、引出し部５３ａ、５３ｂを所定の位置に精度良く設けることができる。なお、変形例６では、両方のターン部５２Ｍ、５２Ｎがストレート状に形成されているが、両方のターン部５２Ｍ、５２Ｎのうちのいずれか一方のみをストレート状にするようにしてもよい。

〔実施形態２〕
実施形態２に係る回転電機の固定子を図２２〜図２８を参照しつつ説明する。図２２は、実施形態２に係る回転電機の固定子の平面図であり、図２３は、その固定子の側面図である。図２４は、その固定子の接続部材装着前の状態の平面図であり、図２５は、その固定子の接続部材装着前の状態の側面図である。図２６は、接続部材の平面図であり、図２７は、接続部材の側面図であり、図２８は、接続部材の底面図である。

実施形態２の回転電機の固定子２０は、上記実施形態１では、３４箇所において接続すべき２本の導線５０の外周側端部（引出し部５３ａ）と内周側端部（引出し部５３ｂ）が、渡り部７０を介して直接、接続されていたのに対して、実施形態２では、各導線５０には渡り部７０を設けておらず、３４箇所において接続すべき２本の導線５０が、それらの外周側端部（引出し部５３ａ）と内周側端部（引出し部５３ｂ）とを接続する接続片８２を備えた接続部材８０により接続されている点でのみ、実施形態１のものと異なる。実施形態２の固定子２０のその他の構成は、実施形態１のものと同じであるので、共通する部材等には同じ符号を付して詳しい説明は省略し、以下、異なる点を説明する。

実施形態２の固定子２０は、固定子巻線４０に対して接続部材８０が装着される前には、図２４に示すように、固定子巻線４０の軸方向端面上で周方向に略３／４周する範囲の領域（Ｅ）の３４箇所において、接続すべき２本の導線５０の外周側端部（引出し部５３ａ）と内周側端部（引出し部５３ｂ）は、未接続の状態になっている。この場合、接続すべき２本の導線５０の外周側端部（引出し部５３ａ）と内周側端部（引出し部５３ｂ）は、固定子巻線４０の軸方向外方に向かって延びる先端が、ターン部５２の頂部となるクランク部５４と略同じ所に位置している。

接続部材８０は、図２６〜図２８に示すように、絶縁性樹脂からなる樹脂基板８１と、樹脂基板８１の所定位置に位置決めされて埋設された３４個の接続片８２とから構成されている。樹脂基板８１は、固定子巻線４０の軸方向端面の領域（Ｅ）の形状と対応した円弧形状に形成されている。３４個の接続片８２は、実施形態１の渡り部７０と同様のクランク形状に形成され、円弧状の樹脂基板８１の内部に周方向に所定距離を隔てて等間隔に配置されている。接続片８２の径方向両端部は、固定子コア３０（固定子巻線４０）の中心軸線Ｏから放射方向に延びる直線に沿って延びている。樹脂基板８０ａの内径側端部と外径側端部に位置する接続片８２の両端部は、樹脂基板８１の一方面（固定子巻線４０の軸方向端面の領域（Ｅ）と対向する面）側へ屈曲して、その先端が一方面から突出している。

この接続部材８０は、それぞれの接続片８２の両端部の突出先端部が、固定子巻線４０の軸方向端面の領域（Ｅ）の３４箇所にある、接続すべき２本の導線５０の外周側端部（引出し部５３ａ）および内周側端部（引出し部５３ｂ）とそれぞれ接触するように装着された後、それぞれの接触部が溶接により接合される。これにより、３４箇所にある、一方の導線５０の最内径側に位置する内周側端部（引出し部５３ｂ）と、他方の導線５０の最外径側に位置する外周側端部（引出し部５３ａ）が、接続片８２を介してそれぞれ接続される。

以上のように、実施形態２の回転電機の固定子２０によれば、接続すべき２本の導線５０同士の接続を、接続部材８０により行うようにしているため、接続すべき導線５０同士の接続部の位置合わせが容易になるので、接続すべき導線５０同士の接続作業を簡易に行うことができる。特に、実施形態２では、接続箇所が多数（３４箇所）であるため、作業効率が格段に向上する。

〔他の実施形態〕
上記実施形態では、内周側端部５３ｂを固定子コア３０の径方向外方側に折り曲げる構成としたが、外周側端部５３ａを固定子コア３０の径方向内方側に折り曲げる構成としてもよい。また、図２９および図３０に示すように、外周側端部５３ａを固定子コア３０の径方向内方側に折り曲げて内周側端部５３ｂと溶接接合したものと、内周側端部５３ｂを固定子コア３０の径方向外方側に折り曲げて外周側端部５３ａと溶接接合したものとを、周方向に交互に配置した構成としてもよい。このようにすれば、隣り合う溶接部５３ｃ同士の間隔を大きくすることによって、互いの絶縁性を向上させることができる。

また、上記実施形態では、渡り部７０を固定子巻線３０の軸方向端面上を通る構成としたが、固定子巻線３０の軸方向端面から離間した場所に渡り部７０を設けても良く、渡り部７０の形状としては、内周側端部５３ｂと外周側端部５３ａを接続するものであれば、直線形状であっても、曲線形状であっても良い。

また、上記実施形態では、固定子巻線４０の軸方向端面において、渡り部７０が設けられる領域と中性点や出力線の引出し部が設けられる領域が分離されていたが、渡り部７０が設けられる領域内に中性点や出力線の引出し部を設けても良い。

また、上記実施形態では、内周側端部５３ｂと外周側端部５３ａを溶接により接合したが、この溶接方法としては例えばレーザ溶接を用いることができる。また、内周側端部５３ｂと外周側端部５３ａの接合としては、溶接に限らず、はんだ付けなどの他の接合方法を用いることもでき、コネクタや圧着端子等で接続することもできる。

また、上記実施形態では、内周側端部５３ｂと外周側端部５３ａを接合した後、塗装もしくは、樹脂等で接合部を覆うことで絶縁性を確保しても良い。

また、上記実施形態では、内周側端部５３ｂと外周側端部５３ａを接合した後、接合部を絶縁性を有するカバー等で接合部を覆うことで絶縁性を確保しても良い。

２０…固定子、 ３０…固定子コア、 ３０ａ…端面、 ３１…スロット、 ４０…固定子巻線、 ４３…各相巻線、 ５０…導線、 ５１…スロット収容部、 ５２…ターン部、 ５３ａ、５３ｂ…引出し部、 ５４…クランク部、 ５５、５６…段部、 ６７…導体、 ６８…絶縁皮膜、 ７０、７０Ｂ…渡り部、 ７０ａ、７０ｂ…端部、 ８０…接続部材、 ８１…樹脂基板、 ８２…接続片。

Claims (18)

1. 周方向に複数のスロットを有する円環状の固定子コアと、前記固定子コアに巻回される複数の導線からなる固定子巻線と、を備えた回転電機の固定子において、
   複数の前記導線の各々は、前記スロットに収容される第１スロット収容部と、第１スロット収容部から順に周方向に離間した前記スロットにそれぞれ収容される第２スロット収容部、第３スロット収容部、・・・、第ｎ（ｎは４以上の自然数）スロット収容部と、前記固定子コアの一端側における前記スロットの外部と前記固定子コアの他端側における前記スロットの外部とで交互に前記第１スロット収容部と前記第２スロット収容部を接続する第１ターン部、前記第２スロット収容部と前記第３スロット収容部を接続する第２ターン部、・・・、前記第（ｎ−１）スロット収容部と前記第ｎスロット収容部を接続する第（ｎ−１）ターン部と、を有し、
   前記固定子巻線は、前記第１スロット収容部を前記スロットの最も外径側に配置し、前記第ｎスロット収容部を前記スロットの最も内径側に配置するものであって、
   前記固定子巻線を形成する各相巻線は、少なくとも２つの前記導線を有するとともに、一方の前記導線の前記第１スロット収容部に接続される外周側端部と他方の前記導線の第ｎスロット収容部に接続される内周側端部とが接続されていることを特徴とする回転電機の固定子。
2. 前記固定子巻線は、複数の前記導線を所定の状態に積み重ねて帯状に形成した導線集積体を巻き付けることにより円筒状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
3. 前記導線は、前記スロットの数と同じ本数であることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機の固定子。
4. 前記内周側端部は、前記固定子コアの径方向外方側に折り曲げられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の回転電機の固定子。
5. 前記一方の導線の前記内周側端部と前記他方の導線の前記外周側端部は、前記固定子巻線の軸方向端面上を通る渡り部を介して接続されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の回転電機の固定子。
6. 前記渡り部の両端部は、前記固定子コアの中心軸線から放射方向に延びる直線に沿って延びていることを特徴とする請求項５に記載の回転電機の固定子。
7. 前記固定子巻線の軸方向端面において、前記渡り部が設けられる領域と中性点の引出し部が設けられる領域が分離されていることを特徴とする請求項５または６に記載の回転電機の固定子。
8. 前記中性点の引出し部と同じ領域に出力線の引出し部が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の回転電機の固定子。
9. 前記一方の導線の前記内周側端部と前記他方の導線の前記外周側端部は、前記内周側端部と前記外周側端部とを接続する接続片を複数備えた接続部材により接続されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の回転電機の固定子。
10. 前記接続部材は、絶縁体からなる基板と、該基板の所定位置に埋設された複数の前記接続片とから構成されていることを特徴とする請求項９に記載の回転電機の固定子。
11. 前記導線の両端に設けられる引出し部の少なくとも一方は、前記導線の最も長手方向外側に位置する前記スロット収容部から長手方向内側へ寄った位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の回転電機の固定子。
12. 前記一方の導線の前記内周側端部と前記他方の導線の前記外周側端部は、溶接により接続されていることを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の回転電機の固定子。
13. 前記溶接は、前記固定子巻線の最も外径側に位置する前記ターン部よりも外径側において行われていることを特徴とする請求項１２に記載の回転電機の固定子。
14. 前記ターン部は、前記固定子コアの端面に平行な段部を前記固定子コアの軸方向に複数有する階段形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載の回転電機の固定子。
15. 前記導線の一端部に形成された引出し部と前記導線の最も一端側に位置する前記スロット収容部との間に設けられるターン部、および前記導線の他端部に形成された引出し部と前記導線の最も他端側に位置する前記スロット収容部との間に設けられるターン部のうちの少なくとも一方の前記ターン部は、ストレート状に形成されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
16. 前記導線は、断面形状が矩形状の導体部と、該導体部の外周を覆う絶縁被膜部とからなることを特徴とする請求項１〜１５の何れか一項に記載の回転電機の固定子。
17. 複数の前記導線の全ては、各前記導線の両端部に形成された引出し部の間において同じ形状に成形されていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
18. 複数の前記導線の各々は、前記固定子コアの軸線の回りを渦巻き状に延伸するように設けられていることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。

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