JP5888179B2 - 回転電機の固定子 - Google Patents

Description

本発明は、ステータコアに複数配列されたティース間のスロットにコイルが巻装された回転電機の固定子に関する。

固定子のコイルとしては、重ね巻きコイルが用いられており、この重ね巻きコイルは、導線を重ねながら巻回し、一対のスロット挿入部及びコイルエンド部を有する巻回部を備える。重ね巻きコイルを２連化したコイルが、例えば特許文献１に開示されている。

特開２００９−１９５００５号公報

ところが、２連化した重ね巻きコイルは、重ね巻きコイル同士が干渉しないようにクランク形状部を備える。このため、２連化した重ね巻きコイルをスロットに配置すると、クランク形状部によって、一対のスロット挿入部のうちの一方のスロット挿入部の位置と、他方のスロット挿入部の位置とが、ステータコアの径方向にずれてしまう。このため、一方のスロット挿入部が挿入されたスロットでは、ステータコアの径方向の内側に空間が空いてしまい、他方のスロット挿入部が挿入されたスロットでは、ステータコアの径方向の外側に空間が空いてしまう。この空き空間を無くすために、スロットには別の重ね巻きコイルが挿入されるが、一つのスロットに二つのスロット挿入部が挿入されると、各スロットでは各スロット挿入部のターン数の２倍のターン数となり、スロット内でのターン数が偶数の固定子しか得られない。

本発明は、重ね巻きコイルを用いながら一つのスロットでのターン数を奇数とすることができる回転電機の固定子を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、回転軸の周りにステータコアが配設されるとともに、前記ステータコアに複数配列されたティース間のスロットにコイルが巻装された回転電機の固定子であって、前記コイルは、平角線の導線が前記ステータコアの径方向に重ね合わされた状態で巻回されており、一対のスロット挿入部及びコイルエンド部を有する巻回部が前記導線で繋がれた状態で複数備えられており、前記巻回部それぞれが前記コイルエンド部においてクランク形状部を含む重ね巻きコイルと、前記導線を同心状に奇数回数巻回し、前記ステータコアの周方向に沿った一つの層内に複数のスロット挿入部及び複数のコイルエンド部を有する同心巻きコイルと、を備え、共通の前記スロットに前記重ね巻きコイルの複数のスロット挿入部と、前記同心巻きコイルのスロット挿入部が挿入されていることを要旨とする。

これによれば、一つ共通のスロットに重ね巻きコイルの複数のスロット挿入部が挿入されると、重ね巻きコイルによって形成される導線のターン数は偶数となる。そして、重ね巻きコイルのスロット挿入部が挿入された共通のスロットに対し、奇数回数巻回してなる同心巻きコイルのスロット挿入部が挿入されている。このため、重ね巻きコイルと同心巻きコイルの共通のスロットでは、導線のターン数が奇数となる。よって、重ね巻きコイルを用いながらも、ターン数が奇数の固定子を得ることができる。

また、前記重ね巻きコイルは、前記巻回部としてのそれぞれ別の前記スロットに配置される第１の巻回部と第２の巻回部とを連続した平角線で形成し、毎極毎相のスロット数が２であってもよい。

これによれば、コイルエンド部において導線をばらけにくくすることができる。また、巻回部を２つ有するため、連数化した重ね巻きコイルを簡単に製造することができる。
また、前記同心巻きコイルのターン数は１であってもよい。

これによれば、同心巻きコイルは、コイルエンド部及びスロット挿入部を一つの層内に位置させることから、ターン数が大きくなるほど、コイルエンド部がステータコアの軸方向に重なり合っていき、大型化してしまう。よって、ターン数を最小の１とすることで、コイルエンド部を最小に抑え、固定子の大型化を防止している。

また、前記同心巻きコイルは、前記スロット挿入部の前記平角線が、該平角線の断面長手方向がステータコアの周方向となるとともに平角線の断面短手方向がステータコアの径方向となるように形成されていてもよい。

これによれば、平角線の断面長手方向がステータコアの周方向に延びることで、同心巻きコイルの成形、特にステータコアの径方向への成形がしやすくなり、スロット挿入部をスロットに挿入しやすい形状を簡単に形成することができる。

また、前記同心巻きコイルは、ステータコアの軸方向両側に位置する前記コイルエンド部において前記コイルエンド部の前記導線が前記ステータコアの軸方向にオフセットして巻回された第１の同心巻きコイルと、前記ステータコアの軸方向両側に位置する前記コイルエンド部において前記コイルエンド部の前記導線が前記ステータコアの軸方向にオフセットして巻回され、かつ前記ステータコアの径方向にオフセットすることで前記第１の同心巻きコイルの前記コイルエンド部と干渉しないように巻回された第２の同心巻きコイルと、を備えていてもよい。

これによれば、同心巻きコイルをステータコアの周方向に複数配置したとき、第２の同心巻きコイルの径方向にオフセットされたコイルエンド部に、第１の同心巻きコイルのコイルエンド部が重なり合う。このため、コイルエンド部同士の干渉を避けるために、第１の同心巻きコイルのコイルエンド部をステータコアの軸方向にオフセットする必要がなく、固定子の軸方向への大型化を防止できる。また、相数に関わらず２種類のコイルで同心巻きコイルを配置できる。

本発明によれば、重ね巻きコイルを用いながら一つのスロットでのターン数を奇数とすることができる。

実施形態の回転電機を示す全体側断面図。 固定子を示す斜視図。 （ａ）は２連重ね巻きコイルを示す平面図、（ｂ）は２連重ね巻きコイルを示す斜視図。 （ａ）は第１の同心巻きコイルを示す斜視図、（ｂ）は第２の同心巻きコイルを示す斜視図。 第１及び第２の同心巻きコイルを組み合わせた状態を示す部分斜視図。 （ａ）は２連重ね巻きコイルをステータコアに配置した状態を示す平面図、（ｂ）は第１及び第２の同心巻きコイルをステータコアに配置した状態を示す平面図。 スロットでのコイルの配置を示す図。 ２連重ね巻きコイル、及び同心巻きコイルをステータコアに配置した状態を示す平面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、回転電機Ｍを構成する回転子１１は、回転軸１２に止着されており、回転電機Ｍを構成する固定子１３は、モータハウジング１４の内周面に嵌合して固定されている。

図２に示すように、回転電機Ｍを構成する固定子１３は、環状のステータコア２２を備えるとともに、このステータコア２２には、ステータコア２２の内周に複数配列されたティース２３が形成されている。また、ステータコア２２には、周方向に隣り合うティース２３の間にスロット２４が形成されている。そして、スロット２４には各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の２連重ね巻きコイル３０、第１の同心巻きコイル７０、及び第２の同心巻きコイル８０が通されるとともに、ティース２３に巻装されている。本実施形態の回転電機Ｍの固定子１３は、相数が３（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）、極数が８、毎相毎極のスロット数が２で、スロット２４の数が４８（３相８極４８スロット）である。

図１に示すように、ステータコア２２は、磁性体（鋼板）製の複数枚のコア板３３を積層して構成されている。回転電機Ｍを構成する回転子１１は、ロータコア３４と、ロータコア３４内に埋設された複数の永久磁石３５とからなる。ロータコア３４は、磁性体（鋼板）製の複数枚のコア板３６を積層して構成されている。ロータコア３４の中心部には軸孔３４１が貫設されており、軸孔３４１には回転軸１２が通されて固定されている。

コイルとしての２連重ね巻きコイル３０について説明する。なお、Ｕ相の２連重ね巻きコイル３０として説明するが、Ｖ相及びＷ相においても構成は同じであるため、Ｖ相及びＷ相の２連重ね巻きコイル３０については説明を省略する。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、２連重ね巻きコイル３０は、１本の導線により構成され、２連化されている。即ち、２連重ね巻きコイル３０は、第１の巻回部４０と第２の巻回部５０を備え、渡り線６０で第１の巻回部４０と第２の巻回部５０とが繋がっている。導線は、断面が長方形の平角線よりなり、第１の巻回部４０及び第２の巻回部５０は平角線（導線）をエッジワイズ巻きして形成されている。

２連重ね巻きコイル３０の第１の巻回部４０はステータコア２２の径方向から見て、六角形状をなしている。第１の巻回部４０はスロット挿入部４１，４２がステータコアのスロット２４にそれぞれ挿入され、コイルエンド部４３はステータコア２２の軸方向の端面から突出する。第１の巻回部４０のコイルエンド部４３は、一対の斜行部４４，４５と、一対の斜行部４４，４５の間に形成されるクランク形状部４６を有している。スロット挿入部４１，４２の一端部から斜行部４４，４５がスロット挿入部４１，４２に対し傾斜して形成されている。離間したスロット（スロット群のうちの一対のスロット）２４に挿入されたスロット挿入部４１，４２の一端部にクランク形状部４６が斜行部４４，４５を連結している。

図７に示すように、スロット２４内においては２つのスロット挿入部（隣接する２連重ね巻きコイル３０のスロット挿入部）が配置されるが、斜行部４４及びスロット挿入部４１が径方向外側（外径側）、斜行部４５及びスロット挿入部４２が径方向内側（内径側）になる。なお、クランク形状部４６はこの径方向外側と内側をつなぐ為に形成される。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第１の巻回部４０は、平角線よりなる導線がエッジワイズ巻きされ、スロット２４に対応する一対のスロット挿入部４１，４２とコイルエンド部４３を有する。また、第１の巻回部４０は、コイルエンド部４３においてクランク形状部４６を含んでいる。さらに、図７に示すように、スロット挿入部４１，４２の平角線は、スロット２４内に挿入された状態で、平角線の断面長手方向がステータコア２２の周方向となるとともに平角線の断面短手方向がステータコア２２の径方向となるように形成されている。

図３（ｂ）及び図６（ａ）に示すように、第１の巻回部４０のスロット挿入部４２からは、内側引出線４２ａがコイルエンド部４３に向けて引き出されている。同様に、２連重ね巻きコイル３０の第２の巻回部５０はステータコア２２の径方向から見て、六角形状をなしている。第２の巻回部５０はスロット挿入部５１，５２がステータコア２２のスロット２４にそれぞれ挿入され、コイルエンド部５３はステータコア２２の軸方向の端面から突出する。第２の巻回部５０のコイルエンド部５３は、一対の斜行部５４，５５と、一対の斜行部５４，５５の間に形成されるクランク形状部５６を有している。スロット挿入部５１，５２の一端部から斜行部５４，５５がスロット挿入部５１，５２に対し傾斜して形成されている。離間したスロット（スロット群のうちの一対のスロット）２４に挿入されたスロット挿入部５１，５２の一端部にクランク形状部５６が斜行部５４，５５を連結している。

図７に示すように、スロット２４内においては２つのスロット挿入部（隣接するコイル３０のスロット挿入部）が配置されるが、斜行部５４及びスロット挿入部５１が径方向外側（外径側）、斜行部５５及びスロット挿入部５２が径方向内側（内径側）になる。なお、クランク形状部５６はこの径方向外側と内側をつなぐ為に形成される。

このように、第２の巻回部５０は、第１の巻回部４０とつながる平角線よりなる導線がエッジワイズ巻きされ、スロット２４に対応する一対のスロット挿入部５１，５２とコイルエンド部５３を有する。また、第２の巻回部５０は、コイルエンド部５３においてクランク形状部５６を含んでいる。さらに、スロット挿入部５１，５２の平角線は、スロット２４内に挿入された状態で、平角線の断面長手方向がステータコア２２の周方向となるとともに平角線の断面短手方向がステータコア２２の径方向となるように形成されている。

図３（ｂ）及び図６（ａ）に示すように、第２の巻回部５０のスロット挿入部５１からは、外側引出線５１ａがコイルエンド部５３に向けて引き出されている。また、ステータコア２２の周方向でのスロット挿入部４１，４２，５１，５２の並び方については、２連重ね巻きコイル３０は、第１の巻回部４０のスロット挿入部４１が周方向の外側となり、スロット挿入部４２が周方向の内側となっている。また、第２の巻回部５０のスロット挿入部５１が周方向の外側となり、スロット挿入部５２が周方向の内側となっている。また、本実施形態では、スロット２４の数（４８）を、極数（８）で除算した値（６）がコイルピッチとなっており、２連重ね巻きコイル３０は全節巻きとなっている。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、渡り線６０は、第１の巻回部４０における一対のスロット挿入部４１，４２のうちの周方向の外側のスロット挿入部４１と、第２の巻回部５０における一対のスロット挿入部５１，５２のうちの周方向の外側のスロット挿入部５２とをつなぐように渡っている。また、渡り線６０は、第１の巻回部４０のクランク形状部４６と第２の巻回部５０のクランク形状部５６との間（の谷）にわたり延設されている。

図２及び図７に示すように、第１の巻回部４０の一方のスロット挿入部４１が挿入されたスロット２４に対しては、同相の別の２連重ね巻きコイル３０において、第１の巻回部４０の他方のスロット挿入部４２が挿入されている。また、第１の巻回部４０の他方のスロット挿入部４２が挿入されたスロット２４に対しては、同相の別の２連重ね巻きコイル３０の第１の巻回部４０の一方のスロット挿入部４１が挿入されている。したがって、一つのスロット２４においては、二つのスロット挿入部４１，４２が挿入され、導線のターン数が偶数の６となっている。

同様に、第２の巻回部５０の一方のスロット挿入部５１が挿入されたスロット２４に対しては、同相の別の２連重ね巻きコイル３０において、第２の巻回部５０の他方のスロット挿入部５２が挿入されている。また、第２の巻回部５０の他方のスロット挿入部５２が挿入されたスロット２４に対しては、同相の別の２連重ね巻きコイル３０の第２の巻回部５０の一方のスロット挿入部５１が挿入されている。したがって、一つのスロット２４においては、二つのスロット挿入部５１，５２が挿入され、導線のターン数が偶数の６となっている。そして、２連重ね巻きコイル３０は、上記Ｕ相と同様にＶ相及びＷ相も、極数が８、毎極のスロット数が２となるようにステータコア２２に巻装され、コイル全体（三相）が構成される。

次に、同心巻きコイルの一つである第１の同心巻きコイル７０について説明する。なお、第１の同心巻きコイル７０はＵ相、Ｖ相、Ｗ相問わずに用いられる。
図４（ａ）及び図５に示すように、第１の同心巻きコイル７０は、平角線よりなる一本の導線がエッジワイズ巻きされ、平角線が一つの層（平面）内に位置するように同心状に奇数回数巻回して形成されている。第１の同心巻きコイル７０は、ステータコア２２の周方向に並んだ第１〜第４のスロット挿入部７１ａ〜７１ｃを備える。また、第１の同心巻きコイル７０は、ステータコア２２の周方向の両端に位置する第１のスロット挿入部７１ａと第２のスロット挿入部７１ｂとを繋ぐ第１のコイルエンド部７２ａを備える。また、第１の同心巻きコイル７０は、上記第２のスロット挿入部７１ｂと、第１のスロット挿入部７１ａの内側に隣り合う第３のスロット挿入部７１ｃを繋ぐ第２のコイルエンド部７２ｂを備える。第１の同心巻きコイル７０は、第３のスロット挿入部７１ｃと第４のスロット挿入部７１ｄを繋ぐ第３のコイルエンド部７２ｃを備える。

第１〜第４のスロット挿入部７１ａ〜７１ｄの平角線は、該平角線の断面長手方向がステータコア２２の周方向となるとともに平角線の断面短手方向がステータコア２２の径方向となるように形成されている。

第１の同心巻きコイル７０において、ステータコア２２の軸方向の端部に位置するコイルエンド部である第１のコイルエンド部７２ａと、第３のコイルエンド部７２ｃとは、同一層（平面）内でステータコア２２の軸方向に重なり合うようにオフセットしている。

次に、同心巻きコイルの一つである第２の同心巻きコイル８０について説明する。なお、第２の同心巻きコイル８０はＵ相、Ｖ相、Ｗ相問わずに用いられる。
図４（ｂ）及び図５に示すように、第２の同心巻きコイル８０は、１本の導線により構成されている。第２の同心巻きコイル８０は、平角線よりなる一本の導線がエッジワイズ巻きされ、平角線が一つの層（平面）内に位置するように同心状に奇数回数巻回して形成されている。また、第２の同心巻きコイル８０は、ステータコア２２の周方向に並んだ第１〜第４のスロット挿入部８１ａ〜８１ｄを備える。第１〜第４のスロット挿入部８１ａ〜８１ｄの平角線は、該平角線の断面長手方向がステータコア２２の周方向となるとともに平角線の断面短手方向がステータコア２２の径方向となるように形成されている。

また、第２の同心巻きコイル８０は、ステータコア２２の周方向の両端に位置する第１のスロット挿入部８１ａと第２のスロット挿入部８１ｂとを繋ぐ第１のコイルエンド部８２ａを備える。第２の同心巻きコイル８０は、上記第２のスロット挿入部８１ｂと、第１のスロット挿入部８１ａの内側に隣り合う第３のスロット挿入部８１ｃを繋ぐ第２のコイルエンド部８２ｂを備える。第２の同心巻きコイル８０は、第３のスロット挿入部８１ｃと第４のスロット挿入部８１ｄを繋ぐ第３のコイルエンド部８２ｃを備える。

第２の同心巻きコイル８０において、ステータコア２２の軸方向の端部に位置するコイルエンド部である第２のコイルエンド部８２ａと、第３のコイルエンド部８２ｃとは、同一平面内でステータコア２２の軸方向に重なり合うようにオフセットしている。また、第２の同心巻きコイル８０において、第１のコイルエンド部８２ａ、第２のコイルエンド部８２ｂ、及び第３のコイルエンド部８２ｃは、それぞれステータコア２２の径方向内側に向けてオフセットされ、スロット２４に配置された場合に、第１の同心巻きコイル７０のコイルエンドに干渉しないようにしている。

図５及び図６（ｂ）に示すように、第１の同心巻きコイル７０と、第２の同心巻きコイル８０は、径方向にオフセットした第２の同心巻きコイル８０が、ステータコア２２の径方向内側に位置し、第１の同心巻きコイル７０が第２の同心巻きコイル８０よりも径方向外側に位置する状態でスロット２４に挿入されている。また、ステータコア２２の周方向に沿って、第１の同心巻きコイル７０と第２の同心巻きコイル８０が交互に配置されている。よって、第２の同心巻きコイル８０の第１〜第３のコイルエンド部８２ａ〜８２ｃが径方向にオフセットした位置に、第１の同心巻きコイル７０の第１〜第３のコイルエンド部７２ａ〜７２ｃが、ステータコア２２の径方向に重なり合っている。すなわち、第１及び第２の同心巻きコイル７０，８０を用いることで、ステータコア２２の周方向全体に亘って、同心巻きコイルが一つの円周内に配置されている。つまり、第１の同心巻きコイル７０と、第２の同心巻きコイル８０が、ステータコア２２の周方向に交互に配置され、順にＵ相、Ｖ相、Ｗ相を受け持つ。したがって、相数に関わらず、２種類の同心巻きコイルで構成できる。

図７及び図８に示すように、２連重ね巻きコイル３０に対し、第１の同心巻きコイル７０又は第２の同心巻きコイル８０が対向配置されている。以下に、第１の同心巻きコイル７０が対向配置された場合の説明をするが、第２の同心巻きコイル８０に対しても同様であるため、その説明を省略する。

第１の同心巻きコイル７０が対向配置されていると、図７に示すように、第１の巻回部４０の一方のスロット挿入部４１が挿入されたスロット２４（他の２連重ね巻きコイル３０のスロット挿入部４２が挿入されたスロット２４）に対しては、第１のスロット挿入部７１ａが挿入される。同じ第１の巻回部４０の他方のスロット挿入部４２が挿入されたスロット２４（他の２連重ね巻きコイル３０のスロット挿入部４１が挿入されたスロット２４）に対しては、第４のスロット挿入部７１ｄが挿入されている。したがって、一つのスロット２４においては、２連重ね巻きコイル３０の二つのスロット挿入部４１，４２と、第１の同心巻きコイル７０の一つのスロット挿入部７１ａ，７１ｄが挿入され、導線のターン数が７（奇数）となっている。そして、スロット挿入部４１，４２と、スロット挿入部７１ａ，７１ｄとは、電流を流したときに同じ向きに電流が流れるように配置されている。

また、第２の巻回部５０の一方のスロット挿入部５１が挿入されたスロット２４（他の２連重ね巻きコイル３０のスロット挿入部５２が挿入されたスロット２４）に対しては、第３のスロット挿入部７１ｃが挿入される。同じ第２の巻回部５０において他方のスロット挿入部５２が挿入されたスロット２４（他の２連重ね巻きコイル３０のスロット挿入部５１が挿入されたスロット２４）に対しては、第２のスロット挿入部７１ｂが挿入されている。したがって、一つのスロット２４においては、２連重ね巻きコイル３０の二つのスロット挿入部５１，５２と、第１の同心巻きコイル７０の一つのスロット挿入部７１ｃ，７１ｂが挿入され、導線のターン数が７（奇数）となっている。そして、スロット挿入部５１，５２と、スロット挿入部７１ｃ，７１ｂとは、電流を流したときに同じ向きに電流が流れるように配置されている。

なお、上記では、Ｕ相について説明したが、Ｖ相及びＷ相についても同じ構成となっている。
図１に示すように、２連重ね巻きコイル３０はステータコア２２のスロット２４に挿入されてステータアッシィを構成する。このとき、図２に示すように、コイル全体（三相）が構成される。

次に、回転電機Ｍの固定子１３の作用を記載する。
固定子１３において、２連重ね巻きコイル３０は、クランク形状部４６，５６を備える。このため、２連重ね巻きコイル３０のスロット挿入部４１，４２及びスロット挿入部５１，５２をスロット２４に挿入すると、クランク形状部４６，５６によって、一方のスロット挿入部４１，５１の位置と、他方のスロット挿入部４２，５２の位置とが、ステータコア２２の径方向にずれてしまう。このため、一方のスロット挿入部４１，５１が挿入されたスロット２４では、ステータコア２２の径方向内側に空間が空いてしまい、他方のスロット挿入部４２，５２が挿入されたスロット２４では、ステータコア２２の径方向外側に空間が空いてしまう。この空き空間を無くすために、一つのスロット２４には、別の２連重ね巻きコイル３０が配置され、一つのスロット２４には二つのスロット挿入部が挿入されている。このため、二つの２連重ね巻きコイル３０を用いた場合、一つのスロット２４では導線のターン数が偶数の６となっている。

そして、各スロット２４には、第１及び第２の同心巻きコイル７０，８０の各スロット挿入部７１ａ〜７１ｄ、８１ａ〜８１ｄが一つずつ挿入されている。このため、一つのスロット２４では導線のターン数が７となっており、ターン数が奇数となっている。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）コイルとして、２連重ね巻きコイル３０と、第１の同心巻きコイル７０と、第２の同心巻きコイル８０とを用いた。そして、一つのスロット２４に２つの２連重ね巻きコイル３０のスロット挿入部４１，４２，５１，５２と、第１及び第２の同心巻きコイル７０，８０のスロット挿入部７１ａ〜７１ｄ、８１ａ〜８１ｄが一つずつ挿入されている。このため、２連重ね巻きコイル３０を用いながらも、ターン数が奇数の固定子１３を得ることができる。

（２）スロット２４での導線のターン数を奇数にするため、平角線を波巻きすると、平角線をステータコア２２の周方向に波巻きしていくためには、平角線を複数に分割し、それら分割片をステータコア２２の軸方向の両端側で接続（溶接）しなければならない。このため、奇数ターン数を実現しても、１ターン毎に導線の接続部が増え、固定子１３が軸方向に大型化してしまうし、溶接部が増えて信頼性が低下する。本実施形態では、２連重ね巻きコイル３０と第１及び第２の同心巻きコイル７０，８０を用いることで、ステータコア２２の軸方向一方に引き出された内側引出線４２ａ、外側引出線５１ａ、第１のスロット挿入部７１ａ，８１ａ、及び第４のスロット挿入部７１ｄ，８１ｄのみが接続部となる。このため、固定子１３が軸方向に大型化しないし、接続部（溶接部）の数も減り、信頼性が低下しない。

（３）２連重ね巻きコイル３０は、第１の巻回部４０及び第２の巻回部５０を有し、毎極毎相のスロット数が２である。このため、２連重ね巻きコイル３０において、コイルエンド部４３，５３において導線をばらけにくくすることができる。また、第１の巻回部４０及び第２の巻回部５０を２つ有するため、連数化した重ね巻きコイルを簡単に製造することができる。

（４）第１の同心巻きコイル７０及び第２の同心巻きコイル８０のターン数は１である。このため、第１及び第２の同心巻きコイル７０，８０は、第１〜第３のコイルエンド部７２ａ〜７２ｃ，８２ａ〜８２ｃ、及び第１〜第４のスロット挿入部７１ａ〜７１ｄ、８１ａ〜８１ｄを一つの層内に位置させながらも、ターン数を最小の１とすることで、コイルエンド部を最小に抑え、固定子１３の大型化を防止している。

（５）第１及び第２の同心巻きコイル７０，８０は、第１〜第４のスロット挿入部７１ａ〜７１ｄ、８１ａ〜８１ｄの平角線が、該平角線の断面長手方向がステータコア２２の周方向となるとともに平角線の断面短手方向がステータコア２２の径方向となるように形成されている。このため、平角線の断面長手方向がステータコア２２の周方向に延びることで、第１及び第２の同心巻きコイル７０，８０の成形、特にステータコア２２の径方向への成形がしやすくなり、第１〜第４のスロット挿入部７１ａ〜７１ｄ、８１ａ〜８１ｄをスロット２４に挿入しやすい形状を簡単に形成することができる。

（６）第１の同心巻きコイル７０は、第１及び第３のコイルエンド部７２ａ，７２ｃがステータコア２２の軸方向にオフセットしている。第２の同心巻きコイル８０は、第１及び第３のコイルエンド部８２ａ，８２ｃがステータコア２２の軸方向にオフセットして巻回されている。また、第２の同心巻きコイル８０の各コイルエンド部８２ａ，８２ｂ，８２ｃはステータコア２２の径方向にオフセットしている。このため、第１及び第２の同心巻きコイル７０，８０をステータコア２２の周方向に交互に配置したとき、第２の同心巻きコイル８０の径方向にオフセットされた各コイルエンド部８２ａ，８２ｂ，８２ｃに、第１の同心巻きコイル７０の各コイルエンド部７２ａ，７２ｂ，７２ｃが重なり合う。このため、コイルエンド部同士の干渉を避けるために、第１の同心巻きコイル７０のコイルエンド部７２ａ，７２ｂ，７２ｃをステータコア２２の軸方向にオフセットする必要がなく、固定子１３の軸方向への大型化を防止している。また、同心巻きコイルの種類が２種類で済む。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態では、２連重ね巻きコイル３０をステータコア２２の径方向の外側に配置し、第１及び第２の同心巻きコイル７０，８０を径方向の内側に配置したが、この逆でもよい。第１及び第２の同心巻きコイル７０，８０をステータコア２２の径方向の外側に配置し、２連重ね巻きコイル３０をステータコア２２の径方向の内側に配置してもよい。

○ 実施形態では、第１及び第２の同心巻きコイル７０，８０において、第１〜第４のスロット挿入部７１ａ〜７１ｄ、８１ａ〜８１ｄの平角線が、該平角線の断面長手方向がステータコア２２の周方向となるとともに平角線の断面短手方向がステータコア２２の径方向となるように形成したが、これに限定されない。第１及び第２の同心巻きコイル７０，８０において、第１〜第４のスロット挿入部７１ａ〜７１ｄ、８１ａ〜８１ｄの平角線が、該平角線の断面短手方向がステータコア２２の周方向となるとともに平角線の断面長手方向がステータコア２２の径方向となるように形成されていてもよい。

○ 実施形態では、第１及び第２の同心巻きコイル７０，８０において、導線のターン数を１としたが、奇数であれば適宜ターン数を変更してもよい。
○ 実施形態では、重ね巻きコイルとして２連重ね巻きコイル３０に具体化したが、連数は適宜変更してもよく、３連以上でもよい。また、連続して形成したコイルではなく、一つ一つのコイルを重ね巻き状に配置してもよい。

○ 実施形態では、２連重ね巻きコイル３０において、第１及び第２の巻回部４０，５０における導線のターン数を３としたが、ターン数は適宜変更してもよい。
○ 実施形態では、一つのスロット２４に挿入される２連重ね巻きコイル３０を二つとしたが、挿入される２連重ね巻きコイル３０の数は適宜変更してもよい。

○ 実施形態では、回転電機Ｍの固定子１３を３相で形成したが、４相以上で形成してもよい。
○ 本発明は、極数は４極、６極や８極以外であってもよい。

○ 固定子１３の周囲で回転子１１が回転する回転電機（アウターロータ）の固定子に本発明を適用してもよい。
○ 本発明を、回転電機Ｍを永久磁石を用いた永久磁石式回転電機ではなく、誘導式、リラクタンス式の回転電機に適用してもよい。

Ｍ…回転電機、１２…回転軸、１３…固定子、２２…ステータコア、２３…ティース、２４…スロット、３０…重ね巻きコイルとしての２連重ね巻きコイル、４０…第１の巻回部、４１，４２…第１の巻回部のスロット挿入部、４３…第１の巻回部のコイルエンド部、４６…第１の巻回部のクランク形状部、５０…第２の巻回部、５１，５２…第２の巻回部のスロット挿入部、５３…第２の巻回部のコイルエンド部、５６…第２の巻回部のクランク形状部、７０…第１の同心巻きコイル、７１ａ〜７１ｄ…第１〜第４のスロット挿入部、７２ａ〜７２ｃ…第１〜第３のコイルエンド部、８０…第２の同心巻きコイル、８１ａ〜８１ｄ…第１〜第４のスロット挿入部、８２ａ〜８２ｃ…第１〜第３のコイルエンド部。

Claims (5)

1. 回転軸の周りにステータコアが配設されるとともに、前記ステータコアに複数配列されたティース間のスロットにコイルが巻装された回転電機の固定子であって、
   前記コイルは、
   平角線の導線が前記ステータコアの径方向に重ね合わされた状態で巻回されており、一対のスロット挿入部及びコイルエンド部を有する巻回部が前記導線で繋がれた状態で複数備えられており、前記巻回部それぞれが前記コイルエンド部においてクランク形状部を含む重ね巻きコイルと、
   前記導線を同心状に奇数回数巻回し、前記ステータコアの周方向に沿った一つの層内に複数のスロット挿入部及び複数のコイルエンド部を有する同心巻きコイルと、を備え、
   共通の前記スロットに前記重ね巻きコイルの複数のスロット挿入部と、前記同心巻きコイルのスロット挿入部が挿入されていることを特徴とする回転電機の固定子。
2. 前記重ね巻きコイルは、前記巻回部としてのそれぞれ別の前記スロットに配置される第１の巻回部と第２の巻回部とを連続した平角線で形成し、毎極毎相のスロット数が２である請求項１に記載の回転電機の固定子。
3. 前記同心巻きコイルのターン数は１である請求項１又は請求項２に記載の回転電機の固定子。
4. 前記同心巻きコイルは、前記スロット挿入部の前記平角線が、該平角線の断面長手方向がステータコアの周方向となるとともに平角線の断面短手方向がステータコアの径方向となるように形成されている請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
5. 前記同心巻きコイルは、ステータコアの軸方向両側に位置する前記コイルエンド部において前記コイルエンド部の前記導線が前記ステータコアの軸方向にオフセットして巻回された第１の同心巻きコイルと、
   前記ステータコアの軸方向両側に位置する前記コイルエンド部において前記コイルエンド部の前記導線が前記ステータコアの軸方向にオフセットして巻回され、かつ前記ステータコアの径方向にオフセットすることで前記第１の同心巻きコイルの前記コイルエンド部と干渉しないように巻回された第２の同心巻きコイルと、を備える請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の回転電機の固定子。