JP5805346B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

この発明は、電動機および発電機などの回転電機に関するものである。

近年、電動機や発電機などの回転電機においては、小型高出力が求められている。この種の回転電機を小型化するに当たり、有効な磁束を発生しないコイルエンドを小型化する観点から、導体線を固定子鉄心のティースのそれぞれに巻回した集中巻の固定子巻線を用いられていた。しかしながら、トルク脈動が抑えられ、高出力化が可能な分布巻構造の固定子巻線を用いた固定子が要望されている。

ここでは、導体線を１つのティースに巻回して構成された集中巻の巻線に対し、導体線を２スロット以上離れたスロットに巻回して構成された巻線を分布巻の巻線とする。つまり、分布巻の巻線は、１のスロットから延出した導体線が連続する２つ以上のティースをまたいで他のスロットに入るように巻回されている。

このような状況を鑑み、従来の回転電機では、矩形導体線を複数回巻き回してコイル状に形成された巻線コイル、いわゆる亀甲形コイルを、所定スロット数離れたスロットの各対に収納して、分布巻の固定子巻線を構成していた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１０４２９３号公報

従来の回転電機では、亀甲形コイルのコイルエンドの束を頭頂部で曲げて、亀甲形コイルを構成する導体線の並び方向の全幅寸法だけずれるクランク形状に成形して、亀甲形コイルが所定スロット数離れたスロット対の一方のスロットの底部側と他方のスロットの開口部側とに入ることを実現していたので、コイルエンドが大きくなり、小型化が図れなくなるとともに、導体線の長さが長くなり、巻線抵抗が大きくなり、効率が低下するという課題があった。

また、従来の回転電機では、亀甲形コイルのコイルエンドの束を頭頂部で曲げてクランク形状に成形しているので、それぞれの亀甲形コイルの径方向に隣り合うコイルエンドの頭頂部は互いに接し、あるいは極めて接近する。そこで、径方向に隙間無く並んだコイルエンドの頭頂部の列が周方向に配列され、流路方向を径方向とする冷媒流路が頭頂部の列間に形成される。しかしながら、頭頂部の列は周方向に１スロットピッチで配列されるので、流路幅が狭く、放熱面積が少なく、巻線の十分な冷却性能が得られないという課題もあった。

この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、コイルエンド群の寸法の増大を抑えつつ、コイルエンド群の放熱面積の増大を図って電機子巻線の冷却性能を向上させて、小型高効率化を実現できる回転電機を得ることを目的とする。

この発明に係る回転電機は、スロットが毎極毎相当たりｎ個（但し、ｎは２以上の自然数）の割合で形成された円環状の電機子鉄心、および上記電機子鉄心に装着された電機子巻線を備えた電機子を有する。上記電機子巻線は、それぞれ、絶縁被覆された、かつ接続部のない連続した導体線をｍ回（但し、ｍは２以上の自然数）巻き回して、直線部の端部間をコイルエンドで連結する螺旋状に構成され、かつ上記コイルエンドにより連結された上記直線部間の間隔が異なるｎ種類の巻線体を、対応するスロット対のそれぞれに装着して構成され、上記ｎ種類の巻線体は、隣り合うｎ対のスロット対に収納されて同心状になるように構成されている。上記コイルエンドは、連結された上記直線部間の略中央部に、径方向に所定量変位する頂部を有し、上記頂部での径方向の変位量が、略a×ｄ(但し、aは１以上、かつ（ｍ−１）以下の自然数、ｄは上記スロット内に収納された上記直線部の径方向厚み）であり、上記スロット内には２×ｍ本の２つの異なる種類の上記巻線体の直線部が径方向に１列に並んで収納されている。

この発明によれば、コイルエンドの頂部での径方向の変位量が、巻線体の各列を構成するｍ本の直線部の全厚み（ｍ×ｄ）より小さいので、コイルエンド群の寸法の増大が抑えられ、回転電機の小型化が図られる。
ｎ種類の巻線体が、隣り合うｎ対のスロット対に収納されて同心状になるように構成されているので、コイルエンド群の軸端には、同心状に配置されたｎ種類の巻線体の外側に位置する巻線体の径方向に並んだ頂部の列が所定のピッチで周方向に配列される。したがって、大きな流路幅を有し、流路方向を径方向とする冷媒流路が径方向に並んだ頂部の列間に形成される。さらに、隙間が径方向に並んだ頂部間に形成されるので、流路方向を周方向とする冷媒流路が径方向に並んだ頂部間に形成される。これにより、コイルエンド群の放熱面積が増大し、電機子巻線の冷却性能を向上でき、回転電機の高効率化が図られる。

この発明の実施の形態１に係る回転電機を示す片側断面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の要部を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子巻線を構成する巻線アッセンブリを示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線組立体を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線組立体を示す正面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線組立体を示す平面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線組立体を構成する第１巻線体を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線組立体を構成する第１巻線体を示す正面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線組立体を構成する第１巻線体を示す平面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線組立体を構成する第２巻線体を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線組立体を構成する第２巻線体を示す正面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線組立体を構成する第２巻線体を示す平面図である。 この発明の実施の形態１に係る巻線組立体の組み立て方法を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る巻線アッセンブリの製造方法を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る巻線アッセンブリの製造方法を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る巻線アッセンブリの製造方法を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る巻線アッセンブリの製造方法を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る固定子の組み立て方法を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る固定子の組み立て方法を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線組立体が固定子鉄心に装着された状態を径方向外方から見た展開図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線組立体が固定子鉄心に装着された状態を軸方向一端側から見た展開図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子巻線の端末位置を示す端面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子巻線のＵ相巻線の結線方法を説明する模式図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子の一方のコイルエンド群を軸方向外方から見た要部端面図である。 図２６のＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩ矢視断面図である。 従来の回転電機における固定子の一方のコイルエンド群を軸方向外方から見た要部端面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における冷却機構を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機における巻線組立体が固定子鉄心に装着された状態を径方向外方から見た展開図である。 この発明の実施の形態３に係る回転電機における巻線組立体が固定子鉄心に装着された状態を軸方向一端側から見た展開図である。 この発明の実施の形態３に係る回転電機における固定子巻線のＵ相巻線の結線方法を説明する模式図である。 この発明の実施の形態４に係る回転電機における巻線組立体が固定子鉄心に装着された状態を軸方向一端側から見た展開図である。 この発明の実施の形態５に係る回転電機における巻線組立体が固定子鉄心に装着された状態を軸方向一端側から見た展開図である。

以下、本発明の回転電機の好適な実施の形態について図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機を示す片側断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の要部を示す斜視図、図３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子を示す斜視図、図４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す斜視図、図５はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子巻線を構成する巻線アッセンブリを示す斜視図、図６はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線組立体を示す斜視図、図７はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線組立体を示す正面図、図８はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線組立体を示す平面図、図９はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線組立体を構成する第１巻線体を示す斜視図、図１０はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線組立体を構成する第１巻線体を示す正面図、図１１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線組立体を構成する第１巻線体を示す平面図、図１２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線組立体を構成する第２巻線体を示す斜視図、図１３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線組立体を構成する第２巻線体を示す正面図、図１４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線組立体を構成する第２巻線体を示す平面図、図１５はこの発明の実施の形態１に係る巻線組立体の組み立て方法を説明する図である。

図１および図２において、回転電機１００は、有底円筒状のフレーム２およびフレーム２の開口を塞口する端板３を有するハウジング１と、フレーム２の円筒部に内嵌状態に固着された電機子としての固定子１０と、フレーム２の底部および端板３にベアリング４を介して回転可能に支持された回転軸６に固着されて、固定子１０の内周側に回転可能に配設された回転子５と、を備えている。

回転子５は、軸心位置に挿通された回転軸６に固着された回転子鉄心７と、回転子鉄心７の外周面側に軸方向に貫通するように埋設されて周方向に所定のピッチで８つ配列され、磁極を構成する永久磁石８と、を備えた永久磁石型回転子である。なお、回転子５は、永久磁石型回転子に限定されず、絶縁しない回転子導体を、回転子鉄心のスロットに収納して、両側を短絡環で短絡したかご形回転子や、絶縁した導体線を回転子鉄心のスロットに装着した巻線形回転子を用いてもよい。

つぎに、固定子１０の構成について具体的に図３乃至図８を参照しつつ説明する。

固定子１０は、図３に示されるように、電機子鉄心としての固定子鉄心１１と、固定子鉄心１１に装着された電機子巻線としての固定子巻線２０と、を備えている。ここで、説明の便宜上、回転子５の極数を８極、固定子鉄心１１のスロット数を４８個、固定子巻線２０を三相交流巻線とする。すなわち、スロットは、毎極毎相当たり２個の割合で固定子鉄心１１に形成されている。

鉄心ブロック１２は、円環状の固定子鉄心１１を周方向に４８等分割したもので、図４に示されるように、所定枚数の電磁鋼板を積層一体化して作製され、断面円弧形のコアバック部１２ａと、コアバック部１２ａの内周壁面から径方向内方に延び出るティース１２ｂと、を備えている。そして、固定子鉄心１１は、ティース１２ｂを径方向内方に向けて、コアバック部１２ａの周方向の側面同士を突き合わせて、４８個の鉄心ブロック１２を周方向に配列、一体化して、円環状に構成されている。周方向に隣り合う鉄心ブロック１２により構成されるスロット１３が、内周側に開口するように、周方向に等角ピッチで配列されている。ティース１２ｂは周方向幅が径方向内方に向って漸次狭くなる先細り形状に形成されており、スロット１３の断面は長方形となっている。

固定子巻線２０は、図３に示されるように、固定子鉄心１１に装着された巻線アッセンブリ２１に所定の結線処理が施されて構成される。巻線アッセンブリ２１は、図５に示されるように、後述する巻線組立体２２を周方向に配列して構成される。後述する巻線端２２１ｇ，２２２ｇが、それぞれ巻線アッセンブリ２１から軸方向に延び出して、巻線アッセンブリ２１の内径側に１スロットピッチで周方向に配列されている。また、後述する巻線端２２１ｈ，２２２ｈが、それぞれ巻線アッセンブリ２１から軸方向に延び出して、巻線アッセンブリ２１の外径側に１スロットピッチで周方向に配列されている。そして、巻線端２２１ｇ,２２２ｇ,２２１ｇ,２２２ｈに所定の接合処理が施される。

巻線組立体２２は、それぞれ、エナメル樹脂で絶縁被覆された、かつ接続部のない連続した銅線やアルミニウム線などからなる長方形断面の導体線を、ターン毎に一定の間隔を開けて、略六角形で螺旋状に４回巻き回して構成された第１巻線体２２１と第２巻線体２２２とを備えている。

ここで、第１巻線体２２１と第２巻線体２２２は、導体線を螺旋状に４回巻き回して筒状のコイル体を作製し、その後コイル体をコイル成形機により略六角形に成形して作製される。なお、第１巻線体２２１と第２巻線体２２２は、折り曲げ加工により、導体線を略六角形に曲げつつ、螺旋状に巻いて作製してもよい。

第１巻線体２２１は、図９から図１１に示されるように、７スロット角度間隔離れて２列となった、各列に隙間ｄをあけて、長方形断面の短辺方向に４本ずつ配列された第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂと、第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂの列間で、長さ方向の一端同士と他端同士とを交互に連結する第１および第２コイルエンド２２１ｃ，２２１ｄと、を備えている。なお、ｄは導体線の長方形断面の短辺長さである。また、７スロット角度間隔とは、連続する７つのティース１２ｂの両側のスロット１３のスロット中心間の間隔であり、７スロットピッチに相当する。

第１コイルエンド２２１ｃは、一方の列の第１直線部２２１ａの一端から所定の傾斜で他方の列の第２直線部２２１ｂ側に、かつ第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂの長さ方向外方に延び出し、第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂの列間の中央部（第１頂部２２１ｅ）で曲げられて第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂの配列方向に距離ｄだけ変位し、その後曲げ戻されて所定の傾斜で他方の列の第２直線部２２１ｂ側に、かつ第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂの長さ方向内方に延び出し、他方の列の第２直線部２２１ｂの一端に接続されている。

同様に、第２コイルエンド２２１ｄは、他方の列の第２直線部２２１ｂの他端から所定の傾斜で一方の列の第１直線部２２１ａ側に、かつ第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂの長さ方向外方に延び出し、第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂの列間の中央部（第２頂部２２１ｆ）で曲げられて第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂの配列方向に距離ｄだけ変位し、その後曲げ戻されて所定の傾斜で一方の列の第１直線部２２１ａ側に、かつ第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂの長さ方向内方に延長し、一方の列の第１直線部２２１ａの他端に接続されている。

このように構成された第１巻線体２２１においては、第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂは、それぞれ、長方形断面の長辺で構成される平面を対向させ、長方形断面の短辺方向に、短辺長さの略２倍（２×ｄ）のピッチで配列されている。また、第１コイルエンド２２１ｃおよび第２コイルエンド２２１ｄにより接続された第１直線部２２１ａと第２直線部２２１ｂは、第１頂部２２１ｅおよび第２頂部２２１ｆにより、配列方向に距離ｄだけずらされている。

また、第１巻線体２２１は、一方の列の配列方向の一端に位置する第１直線部２２１ａの他端から長さ方向に延び出す巻線端２２１ｈと、他方の列の配列方向の他端に位置する第２直線部２２１ｂの他端から長さ方向に延び出す巻線端２２１ｇと、を備える。なお、図１０に示されるように、第１巻線体２２１を径方向内方から見たときに、第１直線部２２１ａと第２直線部２２１ｂを平行な２辺とする長方形の対角線の交点を第１巻線体２２１の中心Ｏ１とする。

第２巻線体２２２は、図１２から図１４に示されるように、第１および第２直線部２２２ａ，２２２ｂ、第１および第２コイルエンド２２２ｃ，２２２ｄ、第１および第２頂部２２２ｅ，２２２ｆ、および巻線端２２２ｈ，２２２ｇを備える。なお、第２巻線体２２２は、第１直線部２２２ａの列と第２直線部２２２ｂの列の間が、４スロット角度間隔離れている点を除いて、第１巻線体２２１と同様に構成されている。そして、第１巻線体２２１は長節巻の巻線ピッチで構成され、第２巻線体２２２は短節巻の巻線ピッチで構成される。なお、図１３において、第２巻線体２２２を径方向内方から見たときに、第１直線部２２２ａと第２直線部２２２ｂを平行な２辺とする長方形の対角線の交点を第２巻線体２２２の中心Ｏ２とする。

ここで、巻線組立体２２は、図１５に示されるように、第２巻線体２２２を第１巻線体２２１の側方から第１巻線体２２１の中に組み込んで作製される。具体的には、第１巻線体２２１の側方から、第２巻線体２２２の一方の列の第１直線部２２２ａを、第１巻線体２２１の他方の列の第２直線部２２１ｂの間に挿入する。そして、第２巻線体２２２の第２直線部２２２ｂの列が第１直線部２２１の第２直線部２２１ｂの列から１スロット角度間隔離れた位置にとなるまで、第２巻線体２２を平行移動させ、巻線組立体２２が組立てられる。

このように組み立てられた巻線組立体２２は、図６から図８に示されるように、第１および第２コイルエンド２２２ｃ，２２２ｄ、および第１および第２頂部２２２ｅ，２２２ｆから構成される螺旋状の周回部が、第１巻線体２２１の第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂ、第１および第２コイルエンド２２１ｃ，２２１ｄ、および第１および第２頂部２２１ｅ，２２１ｆから構成される螺旋状の周回部内に入り込んでいる。そして、図７に示されるように、巻線組立体２２を径方向内方から見たときに、第１巻線体２２１の中心Ｏ１と第２巻線体の中心Ｏ２とが略一致し、第１巻線体２２１と第２巻線体２２２とが同心状に配置される。そして、第２巻線体２２２の各周回部が、第１巻線体２２１の対応する周回部の内周側に位置している。

つぎに、固定子１０の組み立て方法について説明する。図１６から図１９はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る巻線アッセンブリの製造方法を説明する図であり、図１６は２つの巻線組立体の組み付け方法を示し、図１７から図１９は２４番目の巻線組立体を組み込む手順を示している。ここで、説明に便宜上、巻線組立体２２を組み付け順に巻線組立体２２₁、巻線組立体２２₂、組立巻線体２２₃・・・巻線組立体２２₂₃、巻線組立体２２₂₄とする。図２０および図２１はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る固定子の組み立て方法を説明する図であり、図２０は鉄心ブロックを巻線アッセンブリに装着する前の状態を示し、図２１は鉄心ブロックを巻線アッセンブリに装着した後の状態を示している。なお、図２０および図２１では、便宜上、巻線アッセンブリ２１は第１および第２直線部２２１ａ，２２２ａ，２２１ｂ，２２２ｂのみで表されている。図２２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線組立体が固定子鉄心に装着された状態を径方向外方から見た展開図、図２３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線組立体が固定子鉄心に装着された状態を軸方向一端側から見た展開図であり、図２３の（ａ）は第１巻線体の配置を示し、図２３の（ｂ）は第２巻線体の配置を示している。なお、図２３では、第１コイルエンドを実線で示し、第２コイルエンドを点線で示している。また、図２３では、便宜上、第１および第２コイルエンドを直線で示している。

まず、図１６の（ａ）に示されるように、１番目および２番目の巻線組立体２２₁，２２₂を、軸方向高さ位置を揃えて周方向に隣り合わせる。ついで、図１６の（ｂ）に示されるように、２番目の巻線組立体２２₂の第２直線部２２１ｂを、１番目の巻線組立体２２₁の第１直線部２２１ａ間に差し込む。ついで、図１６の（ｃ）に示されるように、２番目の巻線組立体２２₂を周方向に移動させる。これにより、２番目の巻線組立体２２₂の第２直線部２２１ｂ，２２２ｂが、１番目の巻線組立体２２₁の第１直線部２２１ａ，２２２ａ間を通って、１番目の巻線組立体２２₁の第２直線部２２１ｂ，２２２ｂ側に移動する。そして、図１６の（ｄ）に示されるように、２番目の巻線組立体２２₂の第２直線部２２１ｂが、１番目の巻線組立体２２₁の第２直線部２２２ｂから１スロット角度間隔離れた位置まで、２番目の巻線組立体２２₂を周方向に移動させる。これにより、２つの巻線組立体２２₁，２２₂が組み立てられる。

同様にして、巻線組立体２２を順次、軸方向高さ位置を揃え、周方向に移動させて、２３番目の巻線組立体２２₂₃まで組み上げる。２３個の巻線組立体２２₁〜２２₂₃が組み上げられた組立体２３は、径が拡張されて、図１７に示されるように、１番目の巻線体２２₁と２３番目の巻線組立体２２₂₃との間を２４番目の巻線組立体２２₂₄の周方向幅より広げたＣ字状に成形される。

ついで、図１８に示されるように、２４番目の巻線組立体２２₂₄を組立体２３の２３番目の巻線組立体２２₂₃に組み付ける。さらに、図１９に示されるように、１番目の巻線組立体２２₁と２４番目の巻線組立体２２₂₄とを組み付けてＣ字状の組立体２３の開口を閉じ、図５に示される円環状の巻線アッセンブリ２１が組み立てられる。

このように組み立てられた巻線アッセンブリ２１では、第１直線部２２１ａと第２直線部２２２ｂとが径方向に交互に配列された列と、第２直線部２２２ａと第２直線部２２１ｂとが径方向に交互に配列された列とが、周方向に、交互に、かつ等角ピッチで配列される。

ついで、４８個の鉄心ブロック１２が、図２０に示されるように、ティース１２ｂのそれぞれを、巻線アッセンブリ２１の隣り合う第１および第２直線部２２１ａ，２２２ａ，２２１ｂ，２２２ｂの列間の径方向外方に位置させるように、周方向に略等角ピッチで配列される。ついで、周方向に配列された鉄心ブロック１２を、同時に径方向内方に移動させる。これにより、鉄心ブロック１２のティース１２ｂのそれぞれが隣り合う第１および第２直線部２２１ａ，２２２ａ，２２１ｂ，２２２ｂの列間に挿入される。鉄心ブロック１２をさらに径方向内方に移動させると、隣り合う鉄心ブロック１２の周方向の側面同士が突き合わされ、鉄心ブロック１２の径方向内方への移動が阻止される。これにより、４８個の鉄心ブロック１２が、図２１に示されるように、巻線アッセンブリ２１に装着される。

このように、巻線アッセンブリ２１が４８個の鉄心ブロック１２により構成された固定子鉄心１１に装着される。ここで、鉄心ブロック１２のティース１２ｂを巻線アッセンブリ２１の外径側から第１および第２直線部２２１ａ，２２２ａ，２２１ｂ，２２２ｂの列間に差し込む工程において、先細り状のティース１２ｂを第１および第２直線部２２１ａ，２２２ａ，２２１ｂ，２２２ｂの列間のそれぞれに外径側から挿入して径方向内方に移動させるので、１６本の第１および第２直線部２２１ａ，２２２ａ，２２１ｂ，２２２ｂが１列に整列化される。そこで、各スロット１３内には、図２１に示されるように、８本の第１および第２直線部２２１ａ，２２２ａ，２２１ｂ，２２２ｂが、長方形断面の長辺を周方向に向けて、径方向に１列に整列されて並んで収納されている。

固定子鉄心１１に装着された巻線組立体２２においては、図２２に示されるように、第１巻線体２２１および第２巻線体２２２の第１コイルエンド２２１ｃ，２２２ｃは、固定子鉄心１１の端面に対して角度θでスロット１３から軸方向外方に引き出され、第１頂部２２１ｅ，２２２ｅで折り返された後、固定子鉄心１１の端面に対して角度θで戻されてスロット１３に収納される。第１巻線体２２１および第２巻線体２２２の第２コイルエンド２２１ｄ，２２２ｄは、固定子鉄心１１の端面に対して角度θでスロット１３から軸方向外方に引き出され、第２頂部２２１ｆ，２２２ｆで折り返された後、固定子鉄心１１の端面に対して角度θで戻されてスロット１３に収納される。

そして、巻線組立体２２の第１巻線体２２１の第１直線部２２１ａは他の巻線組立体２２の第２巻線体２２２の第２直線部２２２ｂと同じスロット１３に収納される。また、巻線組立体２２の第１巻線体２２１の第２直線部２２１ｂは他の巻線組立体２２の第１巻線体２２１の第１直線部２２２ａと同じスロット１３に収納される。これにより、図２３に示されるように、第１直線部２２１ａと第２直線部２２２ｂとが径方向に交互に配列された列と、第２直線部２２２ａと第２直線部２２１ｂとが径方向に交互に配列された列とが、周方向に配列されたスロット１３に、交互に収納されている。

つぎに、巻線アッセンブリ２１の結線方法について図２４および図２５を参照しつつ説明する。図２４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子巻線の端末位置を示す端面図、図２５はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子巻線のＵ相巻線の結線方法を説明する模式図である。

図２４では、固定子鉄心１１に装着された第１および第２巻線体２２１，２２２の端末位置を示している。なお、図２４中、１，４，７・・・４２はスロット１３に周方向に順にふったスロット番号である。Ｕ１−１Ａ、Ｕ１−２Ａ・・・Ｕ１−８ＡおよびＵ１−１Ｂ、Ｕ１−２Ｂ・・・Ｕ１−８Ｂは、第１直線部２２１ａがスロット番号（１＋６ｎ）（但し、ｎは０を含む自然数）のスロット１３の群に装着されたＵ相巻線を構成する第１巻線体２２１の巻線端であり、Ｕ２−１Ａ、Ｕ２−２Ａ・・・Ｕ２−８ＡおよびＵ２−１Ｂ、Ｕ２−２Ｂ・・・Ｕ２−８Ｂは、第１直線部２２２ａがスロット番号（２＋６ｎ）（但し、ｎは０を含む自然数）のスロット１３の群に装着されたＵ相巻線を構成する第２巻線体２２２の巻線端である。

また、第１直線部２２１ａがスロット番号（９＋６ｎ）のスロット１３の群に装着され、第１直線部２２２ａがスロット番号（１０＋６ｎ）のスロット１３の群に装着された第１および第２巻線体２２１，２２２がＶ相巻線を構成する。さらに、第１直線部２２１ａがスロット番号（５＋６ｎ）のスロット１３の群に装着され、第２直線部２２２ａがスロット番号（６＋６ｎ）のスロット１３の群に装着された第１および第２巻線体２２１，２２２がＷ相巻線を構成する。ここでは、説明の便宜上、Ｖ相巻線を構成する第１および第２巻線体２２１，２２２の巻線端として、Ｖ１−１Ａ、Ｖ１−２Ａ、Ｖ１−１Ｂ、Ｖ１−２Ｂ、Ｖ２−１Ａ、Ｖ２−２Ａ、Ｖ２−１Ｂ、Ｖ２−２Ｂのみを示し、Ｗ相巻線を構成する第１および第２巻線体２２１，２２２の巻線端として、Ｗ１−１Ａ、Ｗ１−２Ａ、Ｗ１−１Ｂ、Ｗ１−２Ｂ、Ｗ２−１Ａ、Ｗ１−２Ａ、Ｗ２−１Ｂ、Ｗ１−２Ｂのみを示している。

Ｕ相巻線を作製するには、まず、図２５に示されるように、Ｕ２−１ＢとＵ１−３Ｂ、Ｕ１−３ＢとＵ２−５Ａ、Ｕ２−５ＢとＵ１−７Ａ、Ｕ１−７ＢとＵ２−８Ｂ、Ｕ２−８ＡとＵ１−６Ｂ、Ｕ１−６ＡとＵ２−４Ｂ、Ｕ２−４ＡとＵ１−２Ｂ、Ｕ１−２ＡとＵ１−１Ａ、Ｕ１−１ＢとＵ２−３Ａ、Ｕ２−３ＢとＵ２−５Ａ、Ｕ２−５ＢとＵ２−７Ａ、Ｕ２−７ＢとＵ１−８Ｂ、Ｕ１−８ＡとＵ２−６Ｂ、Ｕ２−６ＡとＵ１−４Ｂ、Ｕ１−４ＡとＵ２−８Ｂを接続する。これにより、１６本の第１および第２巻線体２２１，２２２を直列に接続したＵ相巻線が得られる。そして、Ｕ２−１ＡとＵ２−２ＡがＵ相巻線の給電端および中性点となる。

同様に、Ｖ相を構成する１６本の第１および第２巻線体２２１，２２２を直列に接続してＶ相巻線が得られる。同様に、Ｗ相を構成する１６本の第１および第２巻線体２２１，２２２を直列に接続してＷ相巻線が得られる。このように構成されたＵ相巻線、Ｖ相巻線およびＷ相巻線は、長節巻線と短節巻線とを組み合わせた巻線であり、全節巻線と同等の巻線抵抗となる。

つぎに、実施の形態１による効果について図２６から図２９を用いて説明する。図２６はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子の一方のコイルエンド群を軸方向外方から見た要部端面図、図２７は図２６のＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩ矢視断面図、図２８は従来の回転電機における固定子の一方のコイルエンド群を軸方向外方から見た要部端面図、図２９はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における冷却機構を示す斜視図である。なお、図２７では、便宜上、コイルエンドの断面のみを示している。

まず、特許文献１に記載の従来の回転電機では、図２８に示されるように、固定子鉄心５２の端面上で、亀甲形コイルのコイルエンド５０の束を頭頂部５１で曲げてクランク形状に成形しているので、それぞれの亀甲形コイルの径方向に隣り合うコイルエンド５０の頭頂部５１は互いに接し、あるいは極めて接近する。そこで、図２８に矢印で示されるように、径方向に隙間無く並んだコイルエンド５０の頭頂部５１の列が周方向に略１スロットピッチで配列され、流路方向を径方向とする冷媒流路が頭頂部５１の列間に形成される。なお、それぞれの亀甲形コイルの径方向に隣り合うコイルエンド５０の頭頂部５１は互いに接し、あるいは極めて接近するので、流路方向を周方向とる冷媒流路は径方向に隣り合う頭頂部５１間に形成されない。

この実施の形態１では、第１巻線体２２１が、第１直線部２２１ａと第２直線部２２１ｂとを７スロット角度間隔離して、導体線を４回巻き回して螺旋状に構成され、第２巻線体２２２が、第１直線部２２２ａと第２直線部２２２ｂとを５スロット角度間隔離して、導体線を４回巻き回して螺旋状に構成されている。そして、第１巻線体２２１と第２巻線体２２２とが同心状に配置され、第２巻線体２２２の周回部のそれぞれが、対応する第１巻線体２２１の周回部の内周側に配置されている。そこで、固定子巻線２０の一方のコイルエンド群の外表面は、第１巻線体２２１の第１コイルエンド２２１ｃにより構成され、他方のコイルエンド群の外表面は、第１巻線体２２１の第２コイルエンド２２１ｄにより構成される。

固定子巻線２０の一方のコイルエンド群においては、図２６に示されるように、第１巻線体２２１の径方向に１列に並んだ４つの第１頂部２２１ｅの列が、周方向に略２スロットピッチで配列される。これにより、図２６中矢印で示されるように、固定子巻線２０の一方のコイルエンド群の外表面には、径方向に１列に並んだ第１頂部２２１ｅの列間に、流路方向を径方向とする冷媒流路が形成される。

また、径方向に隣り合う第１コイルエンド２２１ｃ間には、図２７に示されるように、隙間ｄが形成されている。これにより、図２６に矢印で示されるように、径方向に隣り合う第１コイルエンド２２１ｃ間に、流路方向を略周方向とする冷媒流路が形成される。
なお、他方のコイルエンド群においても、同様に、流路方向を径方向とする冷媒流路と流路方向を周方向とする冷媒流路が形成される。

この実施の形態１によれば、流路方向を径方向とする冷媒流路は、周方向に略２スロットピッチで配列された第１頂部２２１ｅの列間に形成されるので、周方向に略１スロットピッチで配列された頭頂部５１の列間に形成される従来例における冷媒流路に比べ、流路幅が広くなり、コイルエンド群の放熱面積の増大が図られる。また、この実施の形態１によれば、流路方向を周方向とする冷媒流路が固定子巻線２０のコイルエンド群に形成されるので、コイルエンド群の放熱面積の増大が図られる。このように、この実施の形態１によれば、コイルエンド群の放熱面積が増大し、固定子巻線２０で発生した熱を効率的に冷媒に放熱することができる。

ここで、このよう構成された回転電機１００は、図２９に示されるように、回転軸６が水平となるように設置され、径方向から冷媒を垂らすような冷却機構を採用すれば、高い冷却性能を実現することができる。

ついで、特許文献１に記載の従来の回転電機では、図２８に示されるように、亀甲形コイルのコイルエンド５０の束を頭頂部５１で曲げてクランク形状に成形して、亀甲形コイルを固定子鉄心５２に実装可能としている。そこで、例えば、亀甲形コイルが幅ｄの導体線を４ターン巻き回して構成されている場合、径方向に４ｄだけシフトするように４本のコイルエンド５０の束を頭頂部５１で曲げることになる。したがって、従来例では、剛性が大きい導体線の束を、大きな変位量に曲げることになり、コイルエンドの束、すなわちコイルエンド群の径方向寸法および軸方向寸法が大きくなり、小型化が困難となる。

一方、この実施の形態１では、第１および第２コイルエンド２２１ｃ，２２１ｄ，２２２ｃ，２２２ｄを第１および第２頂部２２１ｅ，２２２１ｆ，２２２ｅ，２２２ｆで曲げて、第１直線部２２１ａ，２２２ａと第２直線部２２１ｂ，２２２ｂとを径方向にｄだけシフトさせた第１巻線体２２１と第２巻線体２２２を同心状に組み付けて巻線組立体２２を作製している。この実施の形態１によれば、径方向にｄだけ変位するように１本のコイルエンドを頂部で曲げているので、頂部での曲げが容易となり、コイルエンド、すなわちコイルエンド群の径方向寸法および軸方向寸法を小さくできる。これにより、回転電機の小型化が図られるとともに、コイルエンドの周長が短くなり、巻線抵抗が小さくなり、回転電機の高効率化が図られる。

このように、この実施の形態１では、第１および第２頂部２２１ｅ，２２１ｆ，２２２ｅ，２２２ｆでの径方向の変位量がｄであり、第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂ，２２２ａ，２２２ｂの配列方向の全幅（４ｄ）より小さいので、従来例に比べ、コイルエンド群の径方向寸法および軸方向寸法を小さくできる。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、スロットが毎極毎相当たり２個の割合で固定子鉄心に形成され、固定子巻線を三相交流巻線とする回転電機について説明したが、この実施の形態２では、スロットが毎極毎相当たり３の割合で固定子鉄心に形成され、固定子巻線を三相交流巻線とする回転電機について説明する。

図３０はこの発明の実施の形態２に係る回転電機における巻線組立体が固定子鉄心に装着された状態を径方向外方から見た展開図である。

図３０において、巻線組立体４０は、長方形断面の導体線を、ターン毎に一定の間隔を開けて、略六角形で螺旋状に４回巻き回して構成された第１巻線体４０１、第２巻線体４０２および第３巻線体４０３を備えている。

第１巻線体４０１は、１１スロット角度間隔離れて２列となった、各列に隙間ｄをあけて、長方形断面の短辺方向に４本ずつ配列された第１および第２直線部４０１ａ，４０１ｂと、第１および第２直線部４０１ａ，４０１ｂの列間で、長さ方向の一端同士と他端同士とを交互に連結する第１および第２コイルエンド４０１ｃ，４０１ｄと、を備えている。この第１巻線体４０１は、長節巻の巻線ピッチで構成される。

第２巻線体４０２は、７スロット角度間隔離れて２列となった、各列に隙間ｄをあけて、長方形断面の短辺方向に４本ずつ配列された第１および第２直線部４０２ａ，４０２ｂと、第１および第２直線部４０２ａ，４０２ｂの列間で、長さ方向の一端同士と他端同士とを交互に連結する第１および第２コイルエンド４０２ｃ，４０２ｄと、を備えている。この第２巻線体４０２は、短節巻の巻線ピッチで構成される。

第３巻線体４０３は、９スロット角度間隔離れて２列となった、各列に隙間ｄをあけて、長方形断面の短辺方向に４本ずつ配列された第１および第２直線部４０３ａ，４０３ｂと、第１および第２直線部４０３ａ，４０３ｂの列間で、長さ方向の一端同士と他端同士とを交互に連結する第１および第２コイルエンド４０３ｃ，４０３ｄと、を備えている。この第３巻線体４０３は、全節巻の巻線ピッチで構成される。

そして、第１巻線体４０１、第２巻線体４０２および第３巻線体４０３は、それらの螺旋状の巻回部が同心状に配置されるように組み付けられて、巻線組立体４０を構成する。このように構成された巻線組立体４０を、毎極毎相当たり３の割合で形成された固定子鉄心のスロットに、３スロットピッチで収納して、固定子巻線が構成される。

この実施の形態２においても、第１および第２直線部４０１ａ，４０１ｂ，４０２ａ，４０２ｂ，４０３ａ，４０３ｂの列間の距離が異なる第１巻線体４０１、第２巻線体４０２および第３巻線体を同心状に配置しているので、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。

実施の形態３．
図３１はこの発明の実施の形態３に係る回転電機における巻線組立体が固定子鉄心に装着された状態を軸方向一端側から見た展開図であり、図３１の（ａ）は第１巻線体の配置を示し、図３１の（ｂ）は第２巻線体の配置を示している。図３２はこの発明の実施の形態３に係る回転電機における固定子巻線のＵ相巻線の結線方法を説明する模式図である。

第１巻線体４１１は、図３１の（ａ）に示されるように、６スロット角度間隔離れて２列となった、各列に隙間ｄをあけて、長方形断面の短辺方向に４本ずつ配列された第１および第２直線部４１１ａ，４１１ｂと、第１および第２直線部４１１ａ，４１１ｂの列間で、長さ方向の一端同士と他端同士とを交互に連結する第１および第２コイルエンド４１１ｃ，４１１ｄと、を備えている。この第１巻線体４１１は、全節巻の巻線ピッチで構成される。

第２巻線体４１２は、図３１の（ｂ）に示されるように、４スロット角度間隔離れて２列となった、各列に隙間ｄをあけて、長方形断面の短辺方向に４本ずつ配列された第１および第２直線部４１２ａ，４１２ｂと、第１および第２直線部４１２ａ，４１２ｂの列間で、長さ方向の一端同士と他端同士とを交互に連結する第１および第２コイルエンド４１２ｃ，４１２ｄと、を備えている。この第２巻線体４１２は、短節巻の巻線ピッチで構成される。

そして、図示されていないが、第１巻線体４１１および第２巻線体４１２は、螺旋状の巻回部が同心状に配置するように組み付けられて、巻線組立体を構成する。このように構成された巻線組立体を、毎極毎相当たり２の割合で形成された固定子鉄心のスロットに、２スロットピッチで収納して、固定子巻線が構成される。
なお、実施の形態３では、第１および第２の巻線体２２１，２２２に換えて、第１および第２巻線体４１１，４１２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３においても、第１および第２直線部４１１ａ，４１１ｂ，４１２ａ，４１２ｂの列間の距離が異なる第１巻線体４１１および第２巻線体４１２を同心状に配置しているので、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。
この実施の形態３では、全節巻線である第１巻線体４１１の第１直線部４１１ａは、同じ相の他の第１巻線体４１１（電気角で１８０度位相のずれる他の第１巻線体４１１）の第２直線部４１１ｂと同じスロット１３内に収納される。短節巻線である第２巻線体４１２の第１直線部４１２ａは、他の相の第２巻線体４１２の第２直線部４１２ｂと同じスロット１３内に収納される。これにより、電磁気的に短節巻きの回転電機が構成され、高次の高調波成分を抑制することができる。

つぎに、固定子巻線のＵ相巻線の結線方法について図３２を参照しつつ説明する。図３２中、Ｕ１−１Ａ、Ｕ１−２Ａ・・・Ｕ１−８ＡおよびＵ１−１Ｂ、Ｕ１−２Ｂ・・・Ｕ１−８Ｂは、第１巻線体４１１の第１直線部４１１ａがスロット番号（１＋６ｎ）（但し、ｎは０を含む自然数）のスロット１３の群に装着されたＵ相巻線を構成する第１巻線体４１１の巻線端であり、Ｕ２−１Ａ、Ｕ２−２Ａ・・・Ｕ２−８ＡおよびＵ２−１Ｂ、Ｕ２−２Ｂ・・・Ｕ２−８Ｂは、第１直線部４１２ａがスロット番号（２＋６ｎ）（但し、ｎは０を含む自然数）のスロット１３の群に装着されたＵ相巻線を構成する第２巻線体４１２の巻線端である。

Ｕ相巻線を作製するには、まず、図３２に示されるように、Ｕ１−１ＢとＵ１−２Ａ、Ｕ１−２ＢとＵ１−３Ａ、Ｕ１−３ＢとＵ１−４Ａ、Ｕ１−４ＢとＵ１−５Ａ、Ｕ１−５ＢとＵ１−６Ａ、Ｕ１−６ＢとＵ１−７Ａ、Ｕ１−７ＢとＵ１−８Ｂを接続する。これにより、８本の第１巻線体４１１を直列に接続したＵ１相巻線が得られる。そして、Ｕ１−１ＡとＵ１−８ＢがＵ１相巻線の給電端（４１１in）および中性点（４１１n）となる。
ついで、図３２に示されるように、Ｕ２−１ＢとＵ２−２Ａ、Ｕ２−２ＢとＵ２−３Ａ、Ｕ２−３ＢとＵ２−４Ａ、Ｕ２−４ＢとＵ２−５Ａ、Ｕ２−５ＢとＵ２−６Ａ、Ｕ２−６ＢとＵ２−７Ａ、Ｕ２−７ＢとＵ２−８Ｂを接続する。これにより、８本の第２巻線体４１２を直列に接続したＵ２相巻線が得られる。そして、Ｕ２−１ＡとＵ２−８ＢがＵ２相巻線の給電端（４１２in）および中性点（４１２n）となる。

同様に、Ｖ相を構成する８本の第１巻線体４１１を直列に接続してＶ１相巻線が得られ、８本の第２巻線体４１２を直列に接続してＶ２相巻線が得られる。同様に、Ｗ相を構成する８本の第１巻線体４１１を直列に接続してＷ１相巻線が得られ、８本の第２巻線体４１２を直列に接続してＷ２相巻線が得られる。

この実施の形態３では、Ｕ１相巻線、Ｖ１相巻線およびＷ１相巻線により第１の三相交流巻線が構成され、Ｕ２相巻線、Ｖ２相巻線およびＷ２相巻線により第２の三相交流巻線が構成される。そして、第１および第２の三相交流巻線のそれぞれに専用のインバータを接続し、回転電機を動作させる。したがって、一方の三相交流巻線に断線が発生しても、回転電機を動作させることができる。

また、第１の三相交流巻線の各相巻線が全節巻の第１巻線体４１１を直列に接続して構成され、第２の三相交流巻線の各相巻線が短節巻の第２巻線体４１２を直列に接続して構成されている。そこで、第１の三相交流巻線と第２の三相交流巻線に異なる大きさの電流を流すことができるので、固定子からの起磁力の高調波を低減できるとともに、鉄損や高調波によるトルクの脈動を減少させることができる。

実施の形態４．
図３３はこの発明の実施の形態４に係る回転電機における巻線組立体が固定子鉄心に装着された状態を軸方向一端側から見た展開図であり、図３３の（ａ）は第１巻線体の配置を示し、図３３の（ｂ）は第２巻線体の配置を示している。なお、図３３では、第１コイルエンドを実線で示し、第２コイルエンドを点線で示している。また、図３３では、便宜上、第１および第２コイルエンドを直線で示している。

第１巻線体４２１は、図３３の（ａ）に示されるように、７スロット角度間隔離れて２列となって長方形断面の短辺方向に４本ずつ配列された第１および第２直線部４２１ａ，４２１ｂと、第１および第２直線部４２１ａ，４２１ｂの列間で、長さ方向の一端同士と他端同士とを交互に連結する第１および第２コイルエンド４２１ｃ，４２１ｄと、を備えている。ここで、第１コイルエンド４２１ｃの第１頂部での径方向の変位量は２ｄであり、第２コイルエンド４２１ｄの第２頂部での径方向の変位量はｄである。この第１巻線体４２１は、長節巻の巻線ピッチで構成される。

第２巻線体４２２は、図３３の（ｂ）に示されるように、４スロット角度間隔離れて２列となって長方形断面の短辺方向に４本ずつ配列された第１および第２直線部４２２ａ，４２２ｂと、第１および第２直線部４２２ａ，４２２ｂの列間で、長さ方向の一端同士と他端同士とを交互に連結する第１および第２コイルエンド４２２ｃ，４２２ｄと、を備えている。ここで、第１コイルエンド４２２ｃの第１頂部での径方向の変位量は２ｄであり、第２コイルエンド４２２ｄの第２頂部での径方向の変位量はｄである。この第２巻線体４２２は、短節巻の巻線ピッチで構成される。

そして、第１巻線体４２１および第２巻線体４２２は、螺旋状の巻回部が同心状に配置するように組み付けられて、巻線組立体を構成する。このように構成された巻線組立体は、毎極毎相当たり２の割合で形成された固定子鉄心のスロットに、２スロットピッチで収納されて、固定子巻線を構成する。
なお、実施の形態４では、第１および第２の巻線体２２１，２２２に換えて、第１および第２巻線体４２１，４２２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４においても、第１および第２直線部４２１ａ，４２１ｂ，４２２ａ，４２２ｂの列間の距離が異なる第１巻線体４２１および第２巻線体４２２を同心状に配置しているので、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。
また、この実施の形態４においても、第１および第２頂部での径方向の変位量が、第１および第２直線部４２１ａ，４２１ｂ，４２２ａ，４２２ｂの配列方向の全幅（４ｄ）より小さいので、従来例に比べ、コイルエンド群の径方向寸法および軸方向寸法を小さくできる。

実施の形態５．
図３４はこの発明の実施の形態５に係る回転電機における巻線組立体が固定子鉄心に装着された状態を軸方向一端側から見た展開図であり、図３４の（ａ）は第１巻線体の配置を示し、図３４の（ｂ）は第２巻線体の配置を示している。なお、図３４では、第１コイルエンドを実線で示し、第２コイルエンドを点線で示している。また、図３４では、便宜上、第１および第２コイルエンドを直線で示している。

第１巻線体４３１は、図３４の（ａ）に示されるように、７スロット角度間隔離れて２列となって長方形断面の短辺方向に４本ずつ配列された第１および第２直線部４３１ａ，４３１ｂと、第１および第２直線部４３１ａ，４３１ｂの列間で、長さ方向の一端同士と他端同士とを交互に連結する第１および第２コイルエンド４３１ｃ，４３１ｄと、を備えている。ここで、第１コイルエンド４３１ｃの第１頂部での径方向の変位量はｄ又は２ｄであり、第２コイルエンド４３１ｄの第２頂部での径方向の変位量はｄである。この第１巻線体４３１は、長節巻の巻線ピッチで構成される。

第２巻線体４３２は、図３４の（ｂ）に示されるように、４スロット角度間隔離れて２列となって長方形断面の短辺方向に４本ずつ配列された第１および第２直線部４３２ａ，４３２ｂと、第１および第２直線部４３２ａ，４３２ｂの列間で、長さ方向の一端同士と他端同士とを交互に連結する第１および第２コイルエンド４３２ｃ，４３２ｄと、を備えている。ここで、第１コイルエンド４３２ｃの第１頂部での径方向の変位量はｄ又は２ｄであり、第２コイルエンド４３２ｄの第２頂部での径方向の変位量はｄである。この第２巻線体４３２は、短節巻の巻線ピッチで構成される。

そして、第１巻線体４３１および第２巻線体４３２は、螺旋状の巻回部が同心状に配置するように組み付けられて、巻線組立体を構成する。このように構成された巻線組立体は、毎極毎相当たり２の割合で形成された固定子鉄心のスロットに、２スロットピッチで収納されて、固定子巻線を構成する。
なお、実施の形態４では、第１および第２の巻線体２２１，２２２に換えて、第１および第２巻線体４３１，４３２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５においても、第１および第２直線部４３１ａ，４３１ｂ，４３２ａ，４３２ｂの列間の距離が異なる第１巻線体４３１および第２巻線体４３２を同心状に配置しているので、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。
また、この実施の形態５においても、第１および第２頂部での径方向の変位量が、第１および第２直線部４３１ａ，４３１ｂ，４３２ａ，４３２ｂの配列方向の全幅（４ｄ）より小さいので、従来例に比べ、コイルエンド群の径方向寸法および軸方向寸法を小さくできる。

なお、上記各実施の形態では、固定子を用いて説明しているが、電機子は固定子に限定されず、回転子が巻線形回転子の場合には、本願を回転子に適用しても、同様の効果が得られる。
また、上記各実施の形態では、８極４８スロットの回転電機について説明しているが、極数およびスロット数は、８極４８スロットに限定されないことは言うまでもないことである。また、スロット数が毎極毎相当たり２又は３の割合で形成されているものとしているが、毎極毎相当たりのスロット数は２以上であればよい。

また、上記各実施の形態では、固定子巻線が三相交流巻線に構成されているが、固定子巻線は三相交流巻線に限定されず、例えば５相交流巻線でもよい。
また、上記各実施の形態では、長方形断面の導体線を用いて巻線体を作製しているが、円形断面の導体線を用いて巻線体を作製してもよい。この場合、導体線の曲げ加工が容易となる。

Claims (4)

1. スロットが毎極毎相当たりｎ個（但し、ｎは２以上の自然数）の割合で形成された円環状の電機子鉄心、および上記電機子鉄心に装着された電機子巻線を備えた電機子を有する回転電機において、
   上記電機子巻線は、それぞれ、絶縁被覆された、かつ接続部のない連続した導体線をｍ回（但し、ｍは２以上の自然数）巻き回して、直線部の端部間をコイルエンドで連結する螺旋状に構成され、かつ上記コイルエンドにより連結された上記直線部間の間隔が異なるｎ種類の巻線体を、対応するスロット対のそれぞれに装着して構成され、
   上記ｎ種類の巻線体は、隣り合うｎ対のスロット対に収納されて同心状になるように構成され、
   上記コイルエンドは、連結された上記直線部間の略中央部に、径方向に所定量変位する頂部を有し、
   上記頂部での径方向の変位量が、略a×ｄ(但し、aは１以上、かつ（ｍ−１）以下の自然数、ｄは上記スロット内に収納された上記直線部の径方向厚み）であり、上記スロット内には２×ｍ本の２つの異なる種類の上記巻線体の直線部が径方向に１列に並んで収納されていることを特徴とする回転電機。
2. 上記電機子巻線の各相巻線が、上記ｎ種類の巻線体を直列に接続して形成された１本の巻線により構成されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
3. 上記電機子巻線の各相巻線が、それぞれ、上記ｎ種類の巻線体の同じ種類の巻線体を直列に接続して形成されたｎ本の巻線により構成されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
4. 同心状になるように構成された上記ｎ種類の巻線体は、径方向内方から見たときに、それぞれの巻線体の上記コイルエンドにより連結された上記直線部を相対する平行な２辺とする長方形の対角線の交点が一致していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機。

Images