JP5888714B2

JP5888714B2 - 回転電機および回転電機に用いられる電機子の製造方法

Info

Publication number: JP5888714B2
Application number: JP2014556251A
Authority: JP
Inventors: 篤史坂上; 宏紀立木; 秋田　裕之; 裕之秋田; 橋本　昭; 昭橋本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-01-09
Filing date: 2013-01-09
Publication date: 2016-03-22
Anticipated expiration: 2033-01-09
Also published as: US20150349597A1; WO2014109015A1; DE112013006383T5; CN104904098A; JPWO2014109015A1; CN104904098B; US10170950B2

Description

この発明は、電動機および発電機などの回転電機および回転電機に用いられる電機子の製造方法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、小型高出力、および高品質が求められている。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き回して構成された集中巻の固定子巻線が用いられていた。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。さらに、磁石価格の高騰により、磁石を用いない誘導機の要求も高まっており、より高効率の分布巻の固定子巻線を用いた固定子が求められている。

ここでは、導体線を１つのティースに巻き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対に巻き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のスロットから延び出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、スロット対を複数回周回して構成されている。

特許文献１に記載された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、コイルエンド群の外側に配置された渡り線で所定の亀甲形コイル同士を接続して、分布巻の固定子巻線を構成していた。

特許第５０４０３０３号公報

特許文献１に記載の従来の回転電機では、亀甲形コイルの軸方向両端に位置する頭頂部を、亀甲形コイルを構成する導体線の並び方向の幅寸法だけずれるクランク状に形成し、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ように構成されていたので、コイルエンド群が大きくなり、回転電機の小型化が図れないという課題があった。

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て、小型の回転電機および回転電機に用いられる電機子の製造方法を得ることを目的とする。

この発明に係る回転電機は、電機子巻線が円環状の電機子鉄心に装着されて構成される電機子を有する。第１巻線体と第２巻線体が、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により構成され、それぞれの上記導体線は、直線部の端部間がコイルエンドで連結されているｍターン（但し、ｍは２以上の自然数）の螺旋状に構成されており、２レーン巻線体が、上記第１巻線体の周回部を構成する上記直線部および上記コイルエンドが上記第２巻線体の対応する周回部を構成する上記直線部および上記コイルエンドと径方向に重なるように、上記第１巻線体と上記第２巻線体とを組み付けて構成され、上記電機子巻線が、上記２レーン巻線体を上記電機子鉄心の所定スロット数離れたスロット対のそれぞれに装着して構成され、上記コイルエンドは、連結する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２以上、かつ２×（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４×ｍ本の２つの上記２レーン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、第１および第２巻線体のコイルエンドにおける頂部での径方向の変位量が、２レーン巻線体の径方向に１列に並んだ直線部の径方向寸法の総和（ｍ×ｄ）より小さいので、２レーン巻線体を電機子鉄心の所定スロット数離れたスロット対のそれぞれに装着して構成される電機子巻線のコイルエンド群の径方向および軸方向の寸法の増大が抑制され、回転電機の小型化が図られる。

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２レーン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アッセンブリを構成する２レーン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アッセンブリを構成する２レーン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２レーン巻線体を構成する第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２レーン巻線体を構成する第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２レーン巻線体を構成する第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２レーン巻線体を構成する第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２レーン巻線体を構成する第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２レーン巻線体を構成する第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２レーン巻線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２レーン巻線体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２レーン巻線体の他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における６スロット角度間隔離れた２つの２レーン巻線体の配列状態を示す斜視図である。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３つの２レーン巻線体が固定子鉄心の同一スロット群に周方向に連続して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巻線のＶ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巻線のＷ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巻線アッセンブリの給電部以外を溶接した状態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３つの２レーン巻線体が固定子鉄心の同一スロット群に周方向に連続して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３つの２レーン巻線体が固定子鉄心の同一スロット群に周方向に連続して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２レーン巻線体を示す斜視図、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２レーン巻線体を示す正面図、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２レーン巻線体を示す平面図、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２レーン巻線体を構成する第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２レーン巻線体を構成する第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２レーン巻線体を構成する第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２レーン巻線体を構成する第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２レーン巻線体を構成する第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２レーン巻線体を構成する第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２レーン巻線体の組み立て方法を説明する図、図１６はこの発明の実施の形態１に係る２レーン巻線体の製造方法を説明する図、図１７はこの発明の実施の形態１に係る２レーン巻線体の他の製造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、連続する６つのティース１２ｂをまたぐスロット１３の対に収納される２レーン巻線体２２を１スロットピッチで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の外径側に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の内径側に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,２２１ｈ,２２２ｈに所定の接合処理が施される。

２レーン巻線体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。

また、生産設備に応じて、図１６に示されるように、それぞれ、１本の導体線を成形機に供給して、第１巻線体２２１と第２巻線体２２２を別々に作製し、後述するように、第２巻線体２２２を回転させながら第１巻線体２２１に組み付けて２レーン巻線体２２を組み立ててもよい。この場合、導体線を加工する力が小さくなり、製造設備の小型化が図られるとともに、導体線に被覆された絶縁被膜の損傷発生が抑制され、巻線体の絶縁性能が高められる。また、図１７に示されるように、２本の導体線を同時に成形機に供給して、第１巻線体２２１と第２巻線体２２２が一体に構成された２レーン巻線体２２を作製してもよい。この場合、別々に作製された第１巻線体２２１と第２巻線体２２２を一体に組み付ける工程が不要となり、生産性が高められる。

第１巻線体２２１は、図９から図１１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３ｄ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、６スロット角度間隔とは、連続する６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、１磁極ピッチに相当する。

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）で第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂの配列方向に略直角に曲げられて距離２×ｄだけ変位し、その後略直角に曲げら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）で第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂの配列方向に略直角に曲げられて距離２×ｄだけ変位し、その後略直角に曲げら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４倍、つまり略（４×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２×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、第２コイルエンド２２１ｄと同じ方向に、かつ第２コイルエンド２２１ｄの第１直線部２２１ａ側の傾斜部分と略平行に、第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂの列間の中央まで延び、その後第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂの長さ方向外方に延びる巻線端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、第２コイルエンド２２１ｄと同じ方向に、かつ第２コイルエンド２２１ｄの第２直線部２２１ｂ側の傾斜部分と略平行に、第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂの列間の中央まで延び、その後第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂの長さ方向外方に延びる巻線端２２１ｇと、を備える。なお、巻線端２２１ｇ，２２１ｈの第２コイルエンド２２１ｄと平行に延びる部分は、第２コイルエンドとして機能する。

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、および第１および第２頂部２２２ｅ，２２２ｆを備え、第１巻線体２２１と同様に構成されている。

また、第２巻線体２２２は、一方の列の配列方向の一端に位置する第１直線部２２２ａの他端から、第２コイルエンド２２２ｄと逆の方向に、かつ第２コイルエンド２２２ｄの第２直線部２２２ｂ側の傾斜部分と略平行に当該傾斜部分と略同じ長さだけ延び、その後第１および第２直線部２２２ａ，２２２ｂの長さ方向外方に延びる巻線端２２２ｈと、他方の列の配列方向の他端に位置する第２直線部２２２ｂの他端から、第２コイルエンド２２２ｄと逆の方向に、かつ第２コイルエンド２２２ｄの第１直線部２２２ａ側の傾斜部分と略平行に当該傾斜部分と略同じ長さだけ延び、その後第１および第２直線部２２２ａ，２２２ｂの長さ方向外方に延びる巻線端２２２ｇと、を備える。

ここで、２レーン巻線体２２は、図１５に示されるように、第２巻線体２２２を回転させながら第１巻線体２２１の中に組み込んで作製される。具体的には、第２巻線体２２２の他方の列の配列方向の他端に位置する第２直線部２２２ｂを、第１巻線体２２１の側方から、第１巻線体２２１の一方の列の配列方向の一端側の２本の第１直線部２２１ａの間に挿入し、第２巻線体２２２を回転させる。そして、第２巻線体２２２の配列方向の他端に位置する第１および第２直線部２２２ａ，２２２ｂおよび第１および第２コイルエンド２２２ｃ，２２２ｄからなる周回部が、第１巻線体２２１の第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂおよび第１および第２コイルエンド２２１ｃ，２２１ｄからなる周回部間に形成された螺旋状の隙間内を通って配列方向の他端側に進む。これにより、第２巻線体２２２の第１および第２直線部２２２ａ，２２２ｂおよび第１および第２コイルエンド２２２ｃ，２２２ｄからなる螺旋状の周回部が、第１巻線体２２１の周回部間に形成された螺旋状の隙間内に入り込み、第２巻線体２２２が第１巻線体２２１の中に組み込まれる。

このように作製された２レーン巻線体２２においては、図６から図８に示されるように、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から構成される各周回部と、第２巻線体２２２の第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、および第１および第２頂部２２２ｅ，２２２ｆから構成される各周回部とが、互いに接し、あるいは近接するように、第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂ，２２２ａ，２２２ｂの配列方向に重ねられている。ここでは、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１８から図２１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１８は２つの２レーン巻線体２２の組み付け方法を示し、図１９から図２１は４８番目の２レーン巻線体を組み込む手順を示している。ここで、説明に便宜上、２レーン巻線体２２を組み付け順に２レーン巻線体２２₁、２レーン巻線体２２₂、２レーン巻線体２２₃・・・２レーン巻線体２２₄₇、２レーン巻線体２２₄₈とする。図２２はこの発明の実施の形態１に係る巻線アッセンブリにおける６スロット角度間隔離れた２つの２レーン巻線体の配列状態を示す斜視図、図２３および図２４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２３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２４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２３および図２４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２５はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における３つの２レーン巻線体が固定子鉄心の同一スロット群に周方向に連続して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２５の（ａ）は第１巻線体の配置を示し、図２５の（ｂ）は第２巻線体の配置を示している。

まず、図１８の（ａ）に示されるように、１番目および２番目の２レーン巻線体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１８の（ｂ）に示されるように、１番目の２レーン巻線体２２₁の第１直線部２２１ａ，２２２ａを、２番目の２レーン巻線体２２₂の第２直線部２２１ｂ，２２２ｂ間に差し込む。ついで、図１８の（ｃ）に示されるように、２番目の２レーン巻線体２２₂を周方向に移動させる。そして、図１８の（ｄ）に示されるように、２番目の２レーン巻線体２２₂の第１直線部２２１ａ，２２２ａが、１番目の２レーン巻線体２２₁の第１直線部２２１ａ，２２２ａから１スロットピッチ（２つのスロット間の角度）離間する位置まで、２番目の２レーン巻線体２２₂を周方向に移動させる。これにより、２つの２レーン巻線体２２₁，２２₂が組み立てられる。

同様にして、２レーン巻線体２２を順次、軸方向高さ位置を揃え、周方向に移動させて、４７番目の２レーン巻線体２２₄₇まで組み上げる。４７個の２レーン巻線体２２₁〜２２₄₇が組み上げられた組立体２３は、径が拡張されて、図１９に示されるように、１番目の２レーン巻線体２２₁と４７番目の２レーン巻線体２２₄₇との間を４８番目の２レーン巻線体２２₄₈の周方向幅より広げたＣ字状に成形される。

ついで、図２０に示されるように、４８番目の２レーン巻線体２２₄₈を組立体２３の４７番目の２レーン巻線体２２₄₇に組み付ける。さらに、図２１に示されるように、１番目の２レーン巻線体２２₁と４８番目の２レーン巻線体２２₄₈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。

この巻線アッセンブリ２１では、図２２に示されるように、６スロット角度間隔離れた２つの２レーン巻線体２２の１６本の第１および第２直線部２２１ａ，２２２ａ，２２１ｂ，２２２ｂが、内径側から第１直線部２２２ａ、第１直線部２２１ａ、第２直線部２２２ｂおよび第２直線部２２１ｂの順番で４回繰返して径方向に１列に配列されている。また、一方の２レーン巻線体２２の巻線端２２２ｈが他方の２レーン巻線体２２の径方向内方に位置する第２コイルエンド２２２ｄと相対して略平行に延び、その端部が他方の２レーン巻線体２２の巻線端２２１ｈの端部と径方向に近接する。他方の２レーン巻線体２２の巻線端２２２ｇが一方の２レーン巻線体２２の径方向外方に位置する第２コイルエンド２２１ｄと平行に延び、その端部が一方の２レーン巻線体２２の巻線端２２１ｇの端部と径方向に近接する。

ついで、４８個の鉄心ブロック１２が、図２３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２４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列に整列かされる。そこで、各スロット１３内には、図２５に示されるように、１６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。

つぎに、巻線アッセンブリ２１の結線方法について図２６から図３０を参照しつつ説明する。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巻線の端末位置を示す端面図、図２７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、図２８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Ｖ相巻線の結線方法を説明する模式図、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固定子巻線のＷ相巻線の結線方法を説明する模式図、図３０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の給電部以外を溶接した状態を示す斜視図である。

図２６では、固定子鉄心１１に装着された２レーン巻線体２２の端末位置を示している。なお、図２６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。Ｕ１１−１ａ、Ｕ１１−２ａ・・・Ｕ１８−２ａおよびＵ１１−１ｂ、Ｕ１１−２ｂ・・・Ｕ１８−２ｂは、第１および第２直線部２２１ａ，２２２ａ，２２１ｂ，２２２ｂ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２レーン巻線体２２の巻線端であり、Ｕ２１−１ａ、Ｕ２１−２ａ・・・Ｕ２８−２ａおよびＵ２１−１ｂ、Ｕ２１−２ｂ・・・Ｕ２８−２ｂは、第１および第２直線部２２１ａ，２２２ａ，２２１ｂ，２２２ｂ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２レーン巻線体２２の巻線端である。

スロット番号（９＋６ｎ）のスロット１３の群とスロット番号（１０＋６ｎ）のスロット１３の群とに装着された２レーン巻線体２２がＶ相巻線を構成する。スロット番号（５＋６ｎ）のスロット１３の群とスロット番号（６＋６ｎ）のスロット１３の群とに装着された２レーン巻線体２２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２レーン巻線体２２の巻線端として、Ｖ１１−１ａ、Ｖ１１−２ａ、Ｖ１１−１ｂ、Ｖ１１−２ｂ、Ｖ２１−１ａ、Ｖ２１−２ａ、Ｖ２１−１ｂ、Ｖ２１−２ｂのみを示し、Ｗ相巻線を構成する２レーン巻線体２２の巻線端として、Ｗ１１−１ａ、Ｗ１１−２ａ、Ｗ１１−１ｂ、Ｗ１１−２ｂ、Ｗ２１−１ａ、Ｗ２１−２ａ、Ｗ２１−１ｂ、Ｗ２１−２ｂのみを示している。

Ｕ相巻線を作製するには、まず、図２７に示されるように、Ｕ１１−１ｂとＵ１８−２ｂ、Ｕ１８−２ａとＵ１７−１ａ、Ｕ１７−１ｂとＵ１６−２ｂ、Ｕ１６−２ａとＵ１５−１ａ、Ｕ１５−１ｂとＵ１４−２ｂ、Ｕ１４−２ａとＵ１３−１ａ、Ｕ１３−１ｂとＵ１２−２ｂ、Ｕ１２−２ａとＵ２１−１ａ、Ｕ２１−１ｂとＵ２８−２ｂ、Ｕ２８−２ａとＵ２７−１ａ、Ｕ２７−１ｂとＵ２６−２ｂ、Ｕ２６−２ａとＵ２５−１ａ、Ｕ２５−１ｂとＵ２４−２ｂ、Ｕ２４−２ａとＵ２３−１ａ、Ｕ２３−１ｂとＵ２２−２ｂ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相第１巻線が得られる。そして、Ｕ１１−１ａとＵ２２−２ａがＵ相第１巻線の給電端および中性点となる。

同様に、Ｕ２３−２ｂとＵ２４−１ｂ、Ｕ２４−１ａとＵ２５−２ａ、Ｕ２５−２ｂとＵ２６−１ｂ、Ｕ２６−１ａとＵ２７−２ａ、Ｕ２７−２ｂとＵ２８−１ｂ、Ｕ２８−１ａとＵ２１−２ａ、Ｕ２１−２ｂとＵ２２−１ｂ、Ｕ２２−１ａとＵ１３−２ａ、Ｕ１３−２ｂとＵ１４−１ｂ、Ｕ１４−１ａとＵ１５−２ａ、Ｕ１５−２ｂとＵ１６−１ｂ、Ｕ１６−１ａとＵ１７−２ａ、Ｕ１７−２ｂとＵ１８−１ｂ、Ｕ１８−１ａとＵ１１−２ａ、Ｕ１１−２ｂとＵ１２−１ｂ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相第２巻線が得られる。そして、Ｕ２３−２ａとＵ１２−１ａがＵ相第２巻線の給電端および中性点となる。

ついで、Ｕ２２−２ａとＵ１２−１ａを接続し、１６本の第１および第２巻線体２２１，２２２が直列に接続されたＵ相第１および第２巻線を並列接続したＵ相巻線が得られる。なお、Ｕ１１−１ａおよびＵ２３−２ａがＵ相巻線の給電端となる。

Ｖ相巻線を作製するには、まず、図２８に示されるように、Ｖ１１−１ｂとＶ１８−２ｂ、Ｖ１８−２ａとＶ１７−１ａ、Ｖ１７−１ｂとＶ１６−２ｂ、Ｖ１６−２ａとＶ１５−１ａ、Ｖ１５−１ｂとＶ１４−２ｂ、Ｖ１４−２ａとＶ１３−１ａ、Ｖ１３−１ｂとＶ１２−２ｂ、Ｖ１２−２ａとＶ２１−１ａ、Ｖ２１−１ｂとＶ２８−２ｂ、Ｖ２８−２ａとＶ２７−１ａ、Ｖ２７−１ｂとＶ２６−２ｂ、Ｖ２６−２ａとＶ２５−１ａ、Ｖ２５−１ｂとＶ２４−２ｂ、Ｖ２４−２ａとＶ２３−１ａ、Ｖ２３−１ｂとＶ２２−２ｂ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Ｖ相第１巻線が得られる。そして、Ｖ１１−１ａとＶ２２−２ａがＶ相第１巻線の給電端および中性点となる。

同様に、Ｖ２１−２ｂとＶ２２−１ｂ、Ｖ２２−１ａとＶ２３−２ａ、Ｖ２３−２ｂとＶ２４−１ｂ、Ｖ２４−１ａとＶ２５−２ａ、Ｖ２５−２ｂとＶ２６−１ｂ、Ｖ２６−１ａとＶ２７−２ａ、Ｖ２７−２ｂとＶ２８−１ｂ、Ｖ２８−１ａとＶ１１−２ａ、Ｖ１１−２ｂとＶ１２−１ｂ、Ｖ１２−１ａとＶ１３−２ａ、Ｖ１３−２ｂとＶ１４−１ｂ、Ｖ１４−１ａとＶ１５−２ａ、Ｖ１５−２ｂとＶ１６−１ｂ、Ｖ１６−１ａとＶ１７−２ａ、Ｖ１７−２ｂとＶ１８−１ｂ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Ｖ相第２巻線が得られる。そして、Ｖ２１−２ａとＶ１８−１ａがＶ相第２巻線の給電端および中性点となる。

ついで、Ｖ２２−２ａとＶ１８−１ａを接続し、１６本の第１および第２巻線体２２１，２２２が直列に接続されたＶ相第１および第２巻線を並列接続したＶ相巻線が得られる。なお、Ｖ１１−１ａおよびＶ２１−２ａがＶ相巻線の給電端となる。

Ｗ相巻線を作製するには、まず、図２９に示されるように、Ｗ１１−１ｂとＷ１８−２ｂ、Ｗ１８−２ａとＷ１７−１ａ、Ｗ１７−１ｂとＷ１６−２ｂ、Ｗ１６−２ａとＷ１５−１ａ、Ｗ１５−１ｂとＷ１４−２ｂ、Ｗ１４−２ａとＷ１３−１ａ、Ｗ１３−１ｂとＷ１２−２ｂ、Ｗ１２−２ａとＷ２１−１ａ、Ｗ２１−１ｂとＷ２８−２ｂ、Ｗ２８−２ａとＷ２７−１ａ、Ｗ２７−１ｂとＷ２６−２ｂ、Ｗ２６−２ａとＷ２５−１ａ、Ｗ２５−１ｂとＷ２４−２ｂ、Ｗ２４−２ａとＷ２３−１ａ、Ｗ２３−１ｂとＷ２２−２ｂ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Ｗ相第１巻線が得られる。そして、Ｗ１１−１ａとＷ２２−２ａがＷ相第１巻線の給電端および中性点となる。

同様に、Ｗ２３−２ｂとＷ２４−１ｂ、Ｗ２４−１ａとＷ２５−２ａ、Ｗ２５−２ｂとＷ２６−１ｂ、Ｗ２６−１ａとＷ２７−２ａ、Ｗ２７−２ｂとＷ２８−１ｂ、Ｗ２８−１ａとＷ２１−２ａ、Ｗ２１−２ｂとＷ２２−１ｂ、Ｗ２２−１ａとＷ１３−２ａ、Ｗ１３−２ｂとＷ１４−１ｂ、Ｗ１４−１ａとＷ１５−２ａ、Ｗ１５−２ｂとＷ１６−１ｂ、Ｗ１６−１ａとＷ１７−２ａ、Ｗ１７−２ｂとＷ１８−１ｂ、Ｗ１８−１ａとＷ１１−２ａ、Ｗ１１−２ｂとＷ１２−１ｂ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Ｗ相第２巻線が得られる。そして、Ｗ２３−２ａとＷ１２−１ａがＷ相第２巻線の給電端および中性点となる。

ついで、Ｗ２２−２ａとＷ１２−１ａを接続し、１６本の第１および第２巻線体２２１，２２２が直列に接続されたＷ相第１および第２巻線を並列接続したＷ相巻線が得られる。なお、Ｗ１１−１ａおよびＷ２３−２ａがＷ相巻線の給電端となる。

このように結線された巻線アッセンブリ２１では、図３０に示されるように、巻線端同士の接続部が、巻線アッセンブリ２１の内径側および外径側に周方向に１スロットピッチで配列される。また、Ｕ１１−１ａ、Ｕ２３−２ａ、Ｖ１１−１ａ、Ｖ２１−２ａ、Ｗ１１−１ａ、Ｗ２３−２ａの給電端、およびＵ１２−１ａ、Ｕ２２−２ａ、Ｖ１８−１ａ、Ｖ２２−２ａ、Ｗ１２−１ａ、Ｗ２２−２ａの中性点からなる巻線端群７０が、巻線アッセンブリ２１の外径側に周方向に１スロットピッチで配列される。

この実施の形態１によれば、第１および第２巻線体２２１，２２２が導体線を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の各周回部と、第２巻線体２２２の各周回部とが、互いに接し、あるいは近接するように、第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂ，２２２ａ，２２２ｂの配列方向に重ねられて、第１および第２巻線体２２１，２２２を組み付けて、２レーン巻線体２２が組み立てられている。

そして、第１および第２巻線体２２１，２２２は、第１および第２コイルエンド２２１ｃ，２２２ｃ，２２１ｄ，２２２ｄが第１および第２頂部２２１ｅ，２２２ｅ，２２１ｆ，２２２ｆにより配列方向（径方向）に重ねられた２本の導体線の径方向寸法（２×ｄ）だけ変位するように構成されているので、２レーン巻線体２２を干渉無く１スロットピッチで周方向に配列することができ、巻線アッセンブリ２１の組立性が高められる。

また、第１および第２巻線体２２１，２２２の第１および第２頂部２２１ｅ，２２２ｅ，２２１ｆ，２２２ｆでの径方向の変位量（２×ｄ）がスロット１３内に収納されている１つの２レーン巻線体２２を構成する第１および第２直線部２２１ａ，２２２ａ，２２１ｂ，２２２ｂの径方向寸法の総和（８×ｄ）より小さくなっている。そこで、コイルエンド群の径方向及び軸方向の寸法を小さくでき、回転電機１００の小型化が図られる。

例えば、特許文献１では、亀甲形コイルの軸方向両端に位置する頭頂部を、亀甲形コイルを構成する導体線の並び方向の幅寸法だけずれるクランク状に形成しているので、その亀甲形コイルのターン数が２レーン巻線体２２と同じすれば、頭頂部での径方向の変位量は８×ｄとなる。したがって、特許文献１では、コイルエンド群の径方向及び軸方向の寸法が大きくなり、回転電機の大型化をもたらすことがわかる。

また、給電端および中性点からなる巻線端群７０が巻線アセンブリ２１の外径側に集められているので、内径側に寸法的な制約がある回転電機においては、給電部の構成が簡易となる。

第１巻線体２２１の巻線端２２１ｇ，２２２ｈが、それぞれ、スロット１３から軸方向一側に出た後、第１巻線体２２１の周方向内側に伸長している。また、第２巻線体２２２の巻線端２２２ｇ，２２２ｈが、それぞれ、スロット１３から軸方向一側に出た後、第２巻線体２２２の周方向外側に伸長するように構成されている。さらに、２レーン巻線体２２の第２巻線体２２２の巻線端２２２ｇ，２２２ｈの端部が、巻線端２２２ｇ，２２２ｈの伸長方向に位置する異なる２レーン巻線体２２の第１巻線体２２１の巻線端２２１ｇ，２２１ｈの端部に径方向に重なり合うように構成されている。したがって、２レーン巻線体２２を周方向に１スロットピッチで配列させた際に、図２２の示されるように、第１および第２巻線体２２１，２２２の巻線端２２１ｇ，２２２ｇ，２２１ｈ，２２２ｈが干渉することなく径方向に重ね合わされるので、巻線アッセンブリ２１の巻線端同士の接合が容易となるとともに、接合部の小型化が可能となる。

ここで、特許文献１では、渡り線がコイルエンド群の軸方向外側に外周側から内周側に延びるように配置されているので、回転電機の軸方向寸法が増大してしまう。この実施の形態１では、第１および第２巻線体２２１，２２２の同士の接続が巻線アッセンブリ２１の内径側および外径側で完結されているので、第１および第２巻線体２２１，２２２の巻線端同士を接続する径方向に延びる渡り線が不要となり、コイルエンド群が小型となり、回転電機の小型化が図られる。

なお、上記実施の形態１では、給電端および中性点からなる巻線端群７０が巻線アセンブリ２１の外径側に集められているが、第１および第２巻線体２２１，２２２の結線方法を変えて、給電端および中性点からなる巻線端群７０を巻線アセンブリ２１の内径側に集めてもよい。この場合、外径側に寸法的な制約がある回転電機においては、給電部の構成が簡易となる。

実施の形態２．
図３１はこの発明の実施の形態２に係る回転電機における３つの２レーン巻線体が固定子鉄心の同一スロット群に周方向に連続して装着された状態を軸方向一端側から見た展開図である。なお、図３１では、便宜上、コイルエンドを直線的に示し、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、スロットに１列に収納されている第１および第２直線部の径方向位置を、スロット開口側から第１層、第２層、第３層・・・第１６層とする。

図３１において、２レーン巻線体２２Ａは、それぞれ、長方形断面の導体線を螺旋状に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た第１巻線体２２１Ａと第２巻線体２２２Ａを備える。

第１巻線体２２１Ａは、連続する６本のティース１２ｂの一側のスロット１３の第２層、第４層、第１０層および第１２層に収納された４本の第１直線部２２１ａと、連続する６本のティース１２ｂの他側のスロット１３の第６層、第８層、第１４層および第１６層に収納された４本の第２直線部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、第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂは長方形断面の長辺を周方向に向けてスロット１３に収納されている。

さらに、一側のスロット１３の第２層に位置する第１直線部２２１ａの他端から、第２コイルエンド２２１ｄと同じ方向に、かつ第２コイルエンド２２１ｄの第１直線部２２１ａ側の傾斜部分と略平行に、第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂの列間の中央まで延び、その後第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂの長さ方向外方に延びる巻線端２２１ｈ（図示せず）と、他側のスロット１３の第１６層に位置する第２直線部２２１ｂの他端から、第２コイルエンド２２１ｄと同じ方向に、かつ第２コイルエンド２２１ｄの第２直線部２２１ｂ側の傾斜部分と略平行に、第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂの列間の中央まで延び、その後第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂの長さ方向外方に延びる巻線端２２１ｇ（図示せず）と、を備える。

４本の第１コイルエンド２２１ｃは、それぞれ、第１頂部２２１ｅ（図示せず）で径方向外方に距離４×ｄだけ変位されている。そして、１本の第２コイルエンド２２１ｄが、第２頂部２２１ｆ(図示せず）で径方向内方に距離２×ｄだけ変位され、２本の第２コイルエンド２２１ｄが、第２頂部２２１ｆ(図示せず）で径方向外方に距離２×ｄだけ変位されている。

第２巻線体２２２Ａは、連続する６本のティース１２ｂの一側のスロット１３の第１層、第３層、第９層および第１１層に収納された４本の第１直線部２２２ａと、連続する６本のティース１２ｂの他側のスロット１３の第５層、第７層、第１３層および第１５層に収納された４本の第２直線部２２２ｂと、第１および第２直線部２２２ａ，２２２ｂ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２２２ｃ，２２２ｄと、を備えている。なお、第１および第２直線部２２２ａ，２２２ｂは長方形断面の長辺を周方向に向けてスロット１３に収納されている。

さらに、一側のスロット１３の第１層に位置する第１直線部２２２ａの他端から、第２コイルエンド２２２ｄと逆の方向に、かつ第２コイルエンド２２２ｄの第２直線部２２２ｂ側の傾斜部分と略平行に当該傾斜部分と略同じ長さだけ延び、その後第１および第２直線部２２２ａ，２２２ｂの長さ方向外方に延びる巻線端２２２ｈ（図示せず）と、他側のスロット１３の第１５層に位置する第２直線部２２２ｂの他端から、第２コイルエンド２２２ｄと逆の方向に、かつ第２コイルエンド２２２ｄの第１直線部２２２ａ側の傾斜部分と略平行に当該傾斜部分と略同じ長さだけ延び、その後第１および第２直線部２２２ａ，２２２ｂの長さ方向外方に延びる巻線端２２２ｇ（図示せず）と、を備える。

４本の第１コイルエンド２２２ｃは、それぞれ、第１頂部２２２ｅ（図示せず）で径方向外方に距離４×ｄだけ変位されている。そして、１本の第２コイルエンド２２２ｄが、第２頂部２２２ｆ(図示せず）で径方向内方に距離２×ｄだけ変位され、２本の第２コイルエンド２２２ｄが、第２頂部２２２ｆ(図示せず）で径方向外方に距離２×ｄだけ変位されている。

このように作製された第１巻線体２２１Ａおよび第２巻線体２２２Ａは、実施の形態１と同様に、第２巻線体２２２Ａを回しながら第１巻線体２２１Ａに組み込まれ、２レーン巻線体２２Ａが組み立てられる。そして、このように組み立てられた２レーン巻線体２２Ａでは、第１巻線体２２１Ａ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から構成される各周回部と、第２巻線体２２２Ａの第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、および第１および第２頂部２２２ｅ，２２２ｆから構成される各周回部とが、互いに接し、あるいは近接するように、第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂ，２２２ａ，２２２ｂの配列方向（径方向に）に重ねられている。

この実施の形態２では、第１および第２巻線体２２１Ａ，２２２Ａが導体線を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２２１Ａの各周回部と、第２巻線体２２２Ａの各周回部とが、互いに接し、あるいは近接するように、第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂ，２２２ａ，２２２ｂの配列方向に重ねられて、第１および第２巻線体２２１Ａ，２２２Ａを組み付けて、２レーン巻線体２２Ａが組み立てられている。

そして、第１および第２巻線体２２１Ａ，２２２Ａは、第１および第２コイルエンド２２１ｃ，２２２ｃ，２２１ｄ，２２２ｄが第１および第２頂部２２１ｅ，２２２ｅ，２２１ｆ，２２２ｆにより径方向に４×ｄ、又は２×ｄだけ変位するように構成されているので、２レーン巻線体２２Ａを干渉無く１スロットピッチで周方向に配列することができ、巻線アッセンブリの組立性が高められる。

また、第１および第２巻線体２２１Ａ，２２２Ａの第１および第２頂部２２１ｅ，２２２ｅ，２２１ｆ，２２２ｆでの径方向の変位量がスロット１３内に収納されている１つの２レーン巻線体２２Ａを構成する第１および第２直線部２２１ａ，２２２ａ，２２１ｂ，２２２ｂの径方向寸法の総和（８×ｄ）より小さくなっている。そこで、コイルエンド群の径方向及び軸方向の寸法を小さくでき、回転電機の小型化が図られる。

実施の形態３．
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３つの巻線体が固定子鉄心の同一スロット群に周方向に連続して装着された状態を軸方向一端側から見た展開図である。なお、図３２では、便宜上、コイルエンドを直線的に示し、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、スロットに１列に収納されている第１および第２直線部の径方向位置を、スロット開口側から第１層、第２層、第３層・・・第１６層とする。

図３２において、２レーン巻線体２２Ｂは、それぞれ、長方形断面の導体線を螺旋状に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た第１巻線体２２１Ｂと第２巻線体２２２Ｂを備える。

第１巻線体２２１Ｂは、連続する６本のティース１２ｂの一側のスロット１３の第２層、第４層、第１０層および第１４層に収納された４本の第１直線部２２１ａと、連続する６本のティース１２ｂの他側のスロット１３の第６層、第８層、第１２層および第１６層に収納された４本の第２直線部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、第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂは長方形断面の長辺を周方向に向けてスロット１３に収納されている。

２本の第１コイルエンド２２１ｃが、それぞれ、第１頂部２２１ｅ（図示せず）で径方向外方に距離４×ｄだけ変位され、他の２本の第１コイルエンド２２１ｃが、それぞれ、第１頂部２２１ｅ（図示せず）で径方向外方に距離２×ｄだけ変位されている。そして、１本の第２コイルエンド２２１ｄが、第２頂部２２１ｆ(図示せず）で径方向内方に距離２×ｄだけ変位され、２本の第２コイルエンド２２１ｄが、第２頂部２２１ｆ(図示せず）で径方向外方に距離２×ｄだけ変位されている。

第２巻線体２２２Ｂは、連続する６本のティース１２ｂの一側のスロット１３の第１層、第３層、第９層および第１３層に収納された４本の第１直線部２２２ａと、連続する６本のティース１２ｂの他側のスロット１３の第５層、第７層、第１１層および第１５層に収納された４本の第２直線部２２２ｂと、第１および第２直線部２２２ａ，２２２ｂ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２２２ｃ，２２２ｄと、を備えている。なお、第１および第２直線部２２２ａ，２２２ｂは長方形断面の長辺を周方向に向けてスロット１３に収納されている。

２本の第１コイルエンド２２２ｃが、それぞれ、第１頂部２２２ｅ（図示せず）で径方向外方に距離４×ｄだけ変位され、他の２本の第１コイルエンド２２２ｃが、それぞれ、第１頂部２２２ｅ（図示せず）で径方向外方に距離２×ｄだけ変位されている。そして、１本の第２コイルエンド２２２ｄが、第２頂部２２２ｆ(図示せず）で径方向内方に距離２×ｄだけ変位され、２本の第２コイルエンド２２２ｄが、第２頂部２２２ｆ(図示せず）で径方向外方に距離２×ｄだけ変位されている。

このように作製された第１巻線体２２１Ｂおよび第２巻線体２２２Ｂは、実施の形態１と同様に、第２巻線体２２２Ｂを回しながら第１巻線体２２１Ｂに組み込まれ、２レーン巻線体２２Ｂが組み立てられる。そして、このように組み立てられた２レーン巻線体２２Ｂでは、第１巻線体２２１Ｂ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から構成される各周回部と、第２巻線体２２２Ｂの第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、および第１および第２頂部２２２ｅ，２２２ｆから構成される各周回部とが、互いに接し、あるいは近接するように、第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂ，２２２ａ，２２２ｂの配列方向（径方向に）に重ねられている。

この実施の形態３では、第１および第２巻線体２２１Ｂ，２２２Ｂが導体線を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２２１Ｂの各周回部と、第２巻線体２２２Ｂの各周回部とが、互いに接し、あるいは近接するように、第１および第２直線部２２１ａ，２２１ｂ，２２２ａ，２２２ｂの配列方向に重ねられて、第１および第２巻線体２２１Ｂ，２２２Ｂを組み付けて、２レーン巻線体２２Ｂが組み立てられている。

そして、第１および第２巻線体２２１Ｂ，２２２Ｂは、第１および第２コイルエンド２２１ｃ，２２２ｃ，２２１ｄ，２２２ｄが第１および第２頂部２２１ｅ，２２２ｅ，２２１ｆ，２２２ｆにより径方向に４×ｄ、又は２×ｄだけ変位するように構成されているので、２レーン巻線体２２Ｂを干渉無く１スロットピッチで周方向に配列することができ、巻線アッセンブリの組立性が高められる。

また、第１および第２巻線体２２１Ｂ，２２２Ｂの第１および第２頂部２２１ｅ，２２２ｅ，２２１ｆ，２２２ｆでの径方向の変位量がスロット１３内に収納されている１つの２レーン巻線体２２Ｂを構成する第１および第２直線部２２１ａ，２２２ａ，２２１ｂ，２２２ｂの径方向寸法の総和（８×ｄ）より小さくなっている。そこで、コイルエンド群の径方向及び軸方向の寸法を小さくでき、回転電機の小型化が図られる。

ここで、上記各実施の形態では、第１および第２頂部での径方向の変位量を２×ｄ又は４×ｄとしているが、コイルエンド群の径方向および軸方向の寸法の小型化の観点から、第１および第２頂部での径方向の変位量は、スロット内に収納されている１つの２レーン巻線体を構成する第１および第２直線部の径方向寸法の総和より小さければよい。つまり、２レーン巻線体を構成する第１および第２巻線体のターン数をｍ（但し、ｍは２以上の自然数）とすれば、各頂部での径方向の変位量は、略ａ×ｄ（但し、ａは２以上、２（ｍ−１）以下の自然数、ｄは直線部の径方向厚み）とすればよい。

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に限定されず、１でもよく、３以上でもよい。
さらに、上記各実施の形態では、巻線体の第１および第２直線部の列間の間隔を６スロット角度間隔（１磁極ピッチ）として説明しているが、巻線体の第１および第２直線部の列間の間隔は１磁極ピッチに限定されない。

また、上記各実施の形態では、電動機や発電機などの回転電機について説明しているが、本発明は、リニアモータなどの直動機に適用できる。直動機の電機子鉄心は、例えば、長尺の平板状に作製され、スロットが、それぞれ、電機子鉄心の一面側に開口して、長さ方向に等ピッチに形成されている。そして、直動機の電機子は、例えば、2レーン巻線体を、それぞれ、１磁極ピッチ離れたスロット対に収納して、１スロットピッチでスロット配列方向に配列して構成される。なお、直動機におけるスロット配列方向およびスロット深さ方向が、回転電機における周方向および径方向に相当する。

Claims

電機子巻線が円環状の電機子鉄心に装着されて構成される電機子を有する回転電機において、
第１巻線体と第２巻線体が、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により構成され、
それぞれの上記導体線は、直線部の端部間がコイルエンドで連結されているｍターン（但し、ｍは２以上の自然数）の螺旋状に構成されており、
２レーン巻線体が、上記第１巻線体の周回部を構成する上記直線部および上記コイルエンドが上記第２巻線体の対応する周回部を構成する上記直線部および上記コイルエンドと径方向に重なるように、上記第１巻線体と上記第２巻線体とを組み付けて構成され、
上記電機子巻線が、上記２レーン巻線体を上記電機子鉄心の所定スロット数離れたスロット対のそれぞれに装着して構成され、
上記コイルエンドは、連結する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２以上、かつ２×（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４×ｍ本の２つの上記２レーン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。
上記第１巻線体の巻線端が、それぞれ、上記スロットから軸方向一側に出た後、上記第１巻線体の周方向内側に伸長し、上記第２巻線体の巻線端が、それぞれ、上記スロットから軸方向一側に出た後、上記第２巻線体の周方向外側に伸長するように構成され、
上記２レーン巻線体の上記第２巻線体の巻線端の端部が、該巻線端の伸長方向に位置する異なる上記２レーン巻線体の上記第１巻線体の上記巻線端の端部に径方向に重なり合うように構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。
上記第１巻線体および上記第２巻線体の巻線端の接続が、上記電機子巻線の外径側および内径側で完結されていることを特徴とする請求項２記載の回転電機。
上記電機子巻線の給電部および中性点を構成する複数の端子が、それぞれ上記電機子巻線の外径側、又は内径側から軸方向一側に突き出て、周方向に１列に配列され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。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機の電機子の製造方法であって、
２本の上記導体線を重ねて合わせて同時に曲げ成形し、上記第１巻線体と上記第２巻線体とが組み付けられた上記２レーン巻線体を作製することを特徴とする電機子の製造方法。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機の電機子の製造方法であって、
上記第１巻線体と上記第２巻線体とを別々に作製する工程と、
上記第２巻線体の上記直線部の配列方向の一端に位置する周回部を、上記第１巻線体の上記直線部の配列方向の他端に位置する２つの周回部間に挿入し、その後上記第２巻線体を回転させて、上記第２巻線体を上記第１巻線体内に組み入れる工程と、を備えていることを特徴とする電機子の製造方法。