JP5909790B2 - 回転電機、回転電機用ステータおよび車両 - Google Patents

Description

この発明は、回転電機、回転電機用ステータおよび車両に関し、特に、同心巻により装着されたコイルを含む回転電機、回転電機用ステータおよび車両に関する。

従来、同心巻により装着されたコイルを含む回転電機が知られている。このような回転電機は、たとえば、特開２００９−１８９０７８号公報に開示されている。

上記特開２００９−１８９０７８号公報には、ステータの内周側に配置されたロータと、複数のコイルを含むステータとを備えた回転電機が開示されている。ステータは、コイルエンドがステータのティース端面と対向する第１のコイルと、コイルエンドがステータの半径方向外側部分と対向する第２のコイルと、軸方向両端のコイルエンドがステータの内周側に配置されたロータの端面と対向する第３のコイルとを含んでいる。この回転電機では、ステータの第３のコイルとロータとが干渉するため、第３のコイルの軸方向両端のコイルエンドのうちの一方をロータと干渉しないように折り曲げた状態でロータをステータ内に組み込んだ後、専用のプレス設備により第３のコイルの一方のコイルエンドをロータ側に折り曲げる。これにより、第３のコイルの軸方向両端のコイルエンドがロータの端面と対向する位置に配置される。

特開２００９−１８９０７８号公報

上記したような従来の回転電機では、第３のコイルの軸方向両端のコイルエンドをロータと干渉する位置に配置するために、ステータにロータを組み込んだ後で第３のコイルの一方のコイルエンドを専用のプレス設備によって折り曲げる必要があるので、製造工程および製造設備が複雑化するという不都合がある。このため、製造工程および製造設備の複雑化を抑制するために、第３のコイルのコイルエンドをロータ側（半径方向内側）ではなく半径方向外側に折り曲げて干渉を防止することが考えられる。しかしながら、この場合には、第３のコイルのコイルエンドが第１のコイルおよび第２のコイルのコイルエンドの一方または両方と重なるため、コイルエンドの突出高さ（回転軸方向の寸法）が大きくなるという問題点がある。コイルエンドの突出高さの増大は、回転電機の大型化や、損失の増加をもたらすため、好ましくない。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、コイルエンドの突出高さが大きくなるのを抑制することが可能な回転電機、回転電機用ステータおよび車両を提供することである。

第１の局面による回転電機は、ロータと、複数のスロットを有し、ロータと対向するように配置されたステータコアと、ステータコアのスロットに同心巻で装着された複数のコイルとを含むステータとを備え、ステータのコイルは、それぞれ異なるスロットに挿入される一対の第１コイル辺部と、一対の第１コイル辺部から連続し、コイルエンドにおいて先端がステータコアの軸方向端面を向くようにステータコアの半径方向外側へ折り返された一対の第１折返部と、一対の第１折返部を連結する第１連結部と、を有する第１コイルを少なくとも含み、コイルは、３相交流の各相に対応して設けられた第１コイルと、第２コイルと、第３コイルとを含み、第２コイルは、それぞれ異なるスロットに挿入される一対の第２コイル辺部と、第２コイル辺部から連続し、コイルエンドにおいて半径方向外側へ略Ｓ字状に折り曲げられた第１屈曲部とを有し、第２コイルの第１屈曲部は、第１コイルの一対の第１折返部と第１連結部とにより形成される凹状部内に配置されている。

第１の局面による回転電機では、上記のように、コイルエンドにおいて先端がステータコアの軸方向端面を向くようにステータコアの半径方向外側へ折り返された一対の第１折返部と、一対の第１折返部を連結する第１連結部と、を有する第１コイルを設ける。これにより、第１コイルの一対の第１折返部の先端部がステータコアの軸方向端面側に配置されるので、第１連結部をステータコアの軸方向端面に近づけることができる。その結果、第１コイルのコイルエンドに他のコイルのコイルエンドが重ねられたとしても、コイルエンドの突出高さが大きくなるのを抑制することができる。

第２の局面による回転電機用ステータは、複数のスロットを有するステータコアと、ステータコアのスロットに同心巻で装着された複数のコイルとを備え、コイルは、それぞれ異なるスロットに挿入される一対の第１コイル辺部と、一対の第１コイル辺部から連続し、コイルエンドにおいて先端がステータコアの軸方向端面を向くようにステータコアの半径方向外側へ折り返された一対の第１折返部と、一対の第１折返部を連結する第１連結部と、を有する第１コイルを少なくとも含み、コイルは、３相交流の各相に対応して設けられた第１コイルと、第２コイルと、第３コイルとを含み、第２コイルは、それぞれ異なるスロットに挿入される一対の第２コイル辺部と、第２コイル辺部から連続し、コイルエンドにおいて半径方向外側へ略Ｓ字状に折り曲げられた第１屈曲部とを有し、第２コイルの第１屈曲部は、第１コイルの一対の第１折返部と第１連結部とにより形成される凹状部内に配置されている。

第２の局面による回転電機用ステータでは、上記のように、コイルエンドにおいて先端がステータコアの軸方向端面を向くようにステータコアの半径方向外側へ折り返された一対の第１折返部と、一対の第１折返部を連結する第１連結部と、を有する第１コイルを設ける。これにより、第１コイルの一対の第１折返部の先端部がステータコアの軸方向端面側に配置されるので、第１連結部をステータコアの軸方向端面に近づけることができる。その結果、第１コイルのコイルエンドに他のコイルのコイルエンドが重ねられたとしても、コイルエンド部の突出高さが大きくなるのを抑制することができる。

第３の局面による車両は、回転電機を備える車両であって、回転電機は、ロータと、複数のスロットを有し、ロータと対向するように配置されたステータコアと、ステータコアのスロットに同心巻で装着された複数のコイルとを有するステータとを含み、ステータのコイルは、それぞれ異なるスロットに挿入される一対の第１コイル辺部と、一対の第１コイル辺部から連続し、コイルエンドにおいて先端がステータコアの軸方向端面を向くようにステータコアの半径方向外側へ折り返された一対の第１折返部と、一対の第１折返部を連結する第１連結部と、を有する第１コイルを少なくとも含み、コイルは、３相交流の各相に対応して設けられた第１コイルと、第２コイルと、第３コイルとを含み、第２コイルは、それぞれ異なるスロットに挿入される一対の第２コイル辺部と、第２コイル辺部から連続し、コイルエンドにおいて半径方向外側へ略Ｓ字状に折り曲げられた第１屈曲部とを有し、第２コイルの第１屈曲部は、第１コイルの一対の第１折返部と第１連結部とにより形成される凹状部内に配置されている。

第３の局面による車両では、上記のように、回転電機に、コイルエンドにおいて先端がステータコアの軸方向端面を向くようにステータコアの半径方向外側へ折り返された一対の第１折返部と、一対の第１折返部を連結する第１連結部と、を有する第１コイルを設ける。これにより、第１コイルの一対の第１折返部の先端部がステータコアの軸方向端面側に配置されるので、第１連結部をステータコアの軸方向端面に近づけることができる。その結果、第１コイルのコイルエンドに他のコイルのコイルエンドが重ねられたとしても、コイルエンドの突出高さが大きくなるのを抑制することができる。

上記回転電機、回転電機用ステータおよび車両によれば、コイルエンドの突出高さが大きくなるのを抑制することができる。

第１実施形態による電動機の全体構成を模式的に示した斜視図である。 図１に示した電動機を軸方向から見た模式的な平面図である。 第１実施形態による電動機のＵ相コイルを示した斜視図である。 第１実施形態による電動機のＶ相コイルを示した斜視図である。 第１実施形態による電動機のＷ相コイルを示した斜視図である。 図１に示した電動機のステータを平面状に展開して半径方向外側から見た場合のコイル配置を示した模式図である。 図１に示した電動機の各相のコイルの構造を説明するための模式図である。 第２実施形態による電動機の全体構成を模式的に示した斜視図である。 図８に示した電動機を軸方向から見た模式的な平面図である。 第２実施形態による電動機のＵ相コイルを示した斜視図である。 第２実施形態による電動機のＶ相コイルを示した斜視図である。 第２実施形態による電動機のＷ相コイルを示した斜視図である。 第３実施形態による電動機の全体構成を模式的に示した斜視図である。 第３実施形態による電動機のＵ相コイルを示した斜視図である。 第３実施形態による電動機のＶ相コイルを示した斜視図である。 第３実施形態による電動機のＷ相コイルを示した斜視図である。 第４実施形態による電動機の全体構成を模式的に示した斜視図である。 第４実施形態による電動機のＵ相コイルを示した斜視図である。 第４実施形態による電動機のＶ相コイルを示した斜視図である。 第４実施形態による電動機のＷ相コイルを示した斜視図である。 第５実施形態による電動機を説明するための模式図である。 第５実施形態による電動機を説明するためのブロック図である。 第６実施形態による電動機の全体構成を模式的に示した斜視図である。 第６実施形態による電動機のＵ相コイルを示した斜視図である。 第６実施形態による電動機のＶ相コイルを示した斜視図である。 第６実施形態による電動機のＷ相コイルを示した斜視図である。 第７実施形態による自動車を説明するための図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
まず、図１〜図７を参照して、第１実施形態による電動機１００の構成について説明する。第１実施形態では、回転電機の一例である電動機１００を説明する。

図１および図２に示すように、電動機１００は、固定部であるステータ１と、回転部であるロータ２（一点鎖線参照）とを備えている。ロータ２は、シャフト２１（一点鎖線参照）と、ロータコア２２（一点鎖線参照）と、図示しない複数の永久磁石とを含み、シャフト２１を中心に回転可能となっている。なお、ステータ１は、「回転電機用ステータ」の一例である。

ステータ１は、複数のスロット１１を有するステータコア１ａと、各スロットに装着された複数のコイル１ｂとを含んでいる。ステータコア１ａは、円筒形状に形成され、内周側で半径方向Ｂの内側に延びる複数のティース１２を有する。ティース１２は、ステータコア１ａの周方向Ｃに沿って等角度間隔で設けられており、このティース１２の間の部分がスロット１１である。

第１実施形態では、電動機１００は、３相のコイルが分布巻の同心巻で各スロット１１に装着された３相交流の回転電機である。電動機１００は、たとえば、８極、４８スロットを有し、毎極毎相スロット数ｑが、ｑ＝２（＝４８／（３×８））の回転電機からなる。複数のコイル１ｂは、３相交流の各相に対応して、Ｕ相コイル３０、Ｖ相コイル４０およびＷ相コイル５０の３種類のコイルから構成されている。図３〜図５に示すように、Ｕ相コイル３０、Ｖ相コイル４０およびＷ相コイル５０は、互いに異なる形状および長さ（コイル周長）を有する。なお、Ｕ相コイル３０、Ｖ相コイル４０およびＷ相コイル５０は、それぞれ、「第１コイル」、「第２コイル」および「第３コイル」の一例である。

同心巻のコイル配置は、一例としては図６に示すものである。１つのコイル１ｂが間隔（図６では４スロット分）を隔てて異なる２つのスロット１１を占有し、他の相の隣接する２つのコイル１ｂが片側ずつ、間のスロット１１に配置される。このため、各コイル１ｂは、図６の右側からＵ相コイル３０、Ｖ相コイル４０、Ｗ相コイル５０の順で２スロットずつ配置される。

図７に示すように、それぞれのコイル１ｂは、平角導線を巻き重ねて積層した扁平な帯状のエッジワイズコイルである。具体的には、平角導線は、断面における幅Ｗ１、厚みｔ１（Ｗ１＞ｔ１）の略長方形断面を有する。平角導線は、スロット１１内で厚み方向に１列に積層されている。これにより、コイル１ｂは、平角導線が積層されることにより形成された積層面ｆと、積層方向の端面ｅとを有する。積層面ｆの積層幅Ｗ２は、平角導線の厚みｔ１×積層数に略等しく、端面ｅの幅（コイル１ｂの厚み）は、平角導線の幅Ｗ１に等しい。図１に示すように、スロット１１内に配置されるそれぞれのコイル１ｂは、ステータコア１ａ（スロット１１）の軸方向Ａの両端から軸方向に突出（露出）する部分（コイルエンド）を有する。

次に、各相のコイルについて具体的に説明する。以下では、円筒形状のステータコア１ａの軸方向Ａを「軸方向」、ステータコア１ａの半径方向Ｂを「径方向」、ステータコア１ａの周方向Ｃを「周方向」とする。

図１および図３に示すように、Ｕ相コイル３０は、それぞれ異なるスロット１１に挿入される一対のコイル辺部３１と、コイルエンドにおいて、一対のコイル辺部３１から連続した一対の折返部３２と、一対の折返部３２を連結する連結部３３とを有している。なお、コイル辺部３１、折返部３２および連結部３３は、それぞれ、「第１コイル辺部」、「第１折返部」および「第１連結部」の一例である。また、第１実施形態では、Ｕ相コイル３０、Ｖ相コイル４０およびＷ相コイル５０それぞれにおける軸方向両端のコイルエンドは、略同一形状（軸方向に対称形状）に形成されているので、片側のコイルエンドのみを説明する。

一対の折返部３２は、同一形状を有する。具体的には、折返部３２は、スロット１１から軸方向に突出したコイル辺部３１がコイルエンドにおいて径方向外側に略Ｕ字形状に折り返される（図１参照）ことにより形成されている。図６に示すように、折返部３２のコア端面１ｃから突出高さ（最大高さ）はＨ１である。また、折返部３２は、折返部３２の先端面３２ａがステータコア１ａの軸方向端面（以下では、コア端面１ｃという）の近傍の距離Ｄ１（Ｄ１＜Ｈ１）の位置で、ステータコア１ａと対向するように形成されている。

図１および図３に示すように、連結部３３は、周方向に沿って延びるように形成され、コア端面１ｃ近傍の折返部３２の先端部同士を連結している。また、連結部３３は、エッジワイズコイルの積層面ｆがコア端面１ｃと対向し、コア端面１ｃと略平行になるように配置されている。また、Ｕ相コイル３０のコイルエンドは、径方向から見て、一対の折返部３２と連結部３３とからなる軸方向外側が開放された凹状部３４を有する形状に形成されている。図６に示すように、凹状部３４の内部には、他のコイル（Ｖ相コイル４０およびＷ相コイル５０）のコイルエンドの一部が配置されている。

図１および図４に示すように、Ｖ相コイル４０は、それぞれ異なるスロット１１に挿入される一対のコイル辺部４１を有する。また、Ｖ相コイル４０は、コイルエンドにおいて、一方のコイル辺部４１から連続する折返部４２と、他方のコイル辺部４１から連続する屈曲部４３と、折返部４２および屈曲部４３を連結する連結部４４とを有する。折返部４２は、径方向外側へ略Ｕ字形状に折り返されており、屈曲部４３は、径方向外側へ略Ｓ字状に折り曲げられている。なお、コイル辺部４１、折返部４２、屈曲部４３および連結部４４は、それぞれ、「第２コイル辺部」、「第２折返部」、「第１屈曲部」および「第２連結部」の一例である。

折返部４２は、Ｕ相コイル３０の折返部３２と同様の略Ｕ字状形状を有する。折返部３２と異なり、折返部４２の突出高さはＨ２（＞Ｈ１）（図６参照）である。なお、折返部４２の突出高さＨ２は、略Ｕ字状形状を形成しうる高さであればよい。折返部４２の先端面４２ａ（図４参照）は、Ｕ相コイル３０の一対の折返部３２と連結部３３とによって形成された凹状部３４の内部に配置されている。

屈曲部４３は、スロット１１から軸方向に突出したコイル辺部４１がコイルエンドにおいて径方向外側に略Ｓ字形状に折り曲げられることにより形成されている。具体的には、屈曲部４３は、平角導線の積層方向（径方向）に沿って略９０度で外折りされた後、略９０度で内折りされることにより、略Ｓ字状に形成されている。したがって、屈曲部４３の先端面４３ａは、コア端面１ｃとは反対側（軸方向外側）を向いている。屈曲部４３の先端面４３ａの突出高さは、折返部４２の突出高さＨ２と一致する。ただし、屈曲部４３の先端面４３ａの突出高さは、高さＨ２と一致する必要はない。また、屈曲部４３は、折返部４２とは別のＵ相コイル３０（隣接するＵ相コイル）の凹状部３４の内部に配置されている。

連結部４４は、コア端面１ｃ側を向いた折返部４２の先端部と、コア端面１ｃとは反対側を向いた屈曲部４３の先端部とを連結するように形成されている。図６に示すように、連結部４４は、径方向から見て、軸方向外側が開放された凹状の第１部分４５と、Ｕ相コイル３０の折返部３２を跨ぐ凸状の第２部分４６とを含む段差状形状を有する。凹状の第１部分４５は、Ｕ相コイル３０の凹状部３４内に配置されている。凸状の第２部分４６は、Ｕ相コイル３０の折返部３２を軸方向外側から跨ぐように形成されている。第１部分４５と第２部分４６との間の段差部分は、Ｕ相コイル３０の折返部３２およびＷ相コイル５０の後述する屈曲部５２の両方と干渉することがないように、連結部４４全体の略中央に配置されている。図１および図４に示すように、第１部分４５および第２部分４６は、中央の段差部分を除き、エッジワイズコイルの積層面ｆがコア端面１ｃと対向し、コア端面１ｃと略平行で、かつ、周方向に沿って延びるように形成されている。また、図２に示すように、連結部４４は、Ｕ相コイル３０の連結部３３と軸方向に重なる（図２のハッチング領域参照）ように配置されている。

このように、Ｖ相コイル４０は、折返部４２と、屈曲部４３と、連結部４４の第１部分４５とが、Ｕ相コイル３０の凹状部３４の内部に配置されている。このため、図６に示すように、連結部４４の凹状の第１部分４５は、Ｕ相コイル３０の凹状部３４内に収納されるように配置されている。

図１および図５に示すように、Ｗ相コイル５０は、それぞれ異なるスロット１１に挿入される一対のコイル辺部５１と、コイルエンドにおいて、一対のコイル辺部５１から連続した一対の屈曲部５２と、一対の屈曲部５２を連結する連結部５３とを有している。なお、コイル辺部５１、屈曲部５２および連結部５３は、それぞれ、「第３コイル辺部」、「第２屈曲部」および「第３連結部」の一例である。

一対の屈曲部５２は、Ｖ相コイル４０の屈曲部４３と同様の略Ｓ字状形状を有する。図６に示すように、屈曲部５２の先端面５２ａ（図５参照）のコア端面１ｃからの距離は、Ｗ相コイル５０の突出高さＨ３（＞Ｈ２）と一致する。一対の屈曲部５２は、それぞれ、隣接するＶ相コイル４０の連結部４４の凹状の第１部分４５内に配置されている。また、凹状の第１部分４５がＵ相コイル３０の凹状部３４内に収納されるように配置されていることにより、凹状の第１部分４５内に配置される一対の屈曲部５２は、共に、隣接するＵ相コイル３０の凹状部３４内に配置されている。

図５に示すように、連結部５３は、コア端面１ｃとは反対側を向いた一対の屈曲部５２の先端部を連結するように形成されている。また、図６に示すように、連結部５３は、Ｖ相コイル４０の連結部４４の凸状の第２部分４６の軸方向外側を通り、隣接するＶ相コイル４０の凹状の第１部分４５の間に跨がるように形成されている。また、連結部５３は、エッジワイズコイルの積層面ｆがコア端面１ｃと対向し、コア端面１ｃと略平行で、かつ、周方向に沿って延びるように形成されている。連結部５３は、図２に示すように、Ｕ相コイル３０の連結部３３およびＶ相コイル４０の連結部４４と軸方向に重なる（図２のハッチング領域参照）ように配置されている。

以上のように、Ｕ相コイル３０、Ｗ相コイル５０およびＶ相コイル４０のコイルエンドは、いずれも径方向外側に折り曲げられる（または折り返される）ことにより、径方向内側のロータ２（図１参照）とは干渉することがないように形成されている。また、図２のハッチング領域で示したように、Ｕ相コイル３０、Ｖ相コイル４０およびＷ相コイル５０の連結部３３、４４および５３は、互いに軸方向に重なるように配置されている。第１実施形態のステータ１全体におけるコイルエンドの突出高さは、最大でＨ３（Ｗ相コイル５０の突出高さ）（図６参照）となる。

第１実施形態では、上記のように、コイルエンドにおいてステータコア１ａの半径方向外側へ略Ｕ字形状に折り返された一対の折返部３２と、一対の折返部３２を連結する連結部３３と、を有するＵ相コイル３０を設ける。これにより、Ｕ相コイル３０の一対の折返部３２の先端部がステータコア１ａのコア端面１ｃ側に配置されるので、連結部３３をコア端面１ｃ側に近づけることができる。その結果、Ｕ相コイル３０のコイルエンドに他のコイル（Ｖ相コイル４０、Ｗ相コイル５０）のコイルエンドが重ねられたとしても、コイルエンドの突出高さが大きくなるのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、Ｕ相コイル３０の折返部３２を、折返部３２の先端部がコア端面１ｃの近傍でステータコア１ａと対向するように形成し、連結部３３を、コア端面１ｃ近傍の折返部３２の先端部同士を連結するように形成する。これにより、連結部３３がコア端面１ｃに近接する位置に配置されるので、コイルエンドの突出高さが大きくなるのを効果的に抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、Ｕ相コイル３０の連結部３３を、コア端面１ｃと略平行で、かつ、コア端面１ｃに沿って周方向に延びるように構成する。これにより、連結部３３の全体がコア端面１ｃに近接するように配置されるので、連結部３３の突出高さを小さくすることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、平角導線が積層されることにより形成された帯状のエッジワイズコイルの積層面ｆがコア端面１ｃと対向するようにＵ相コイル３０の連結部３３を形成する。これにより、連結部３３の突出高さは、コア端面１ｃからの距離Ｄ１とエッジワイズコイルの厚み（端面ｅの幅Ｗ１）との加算分になる。帯状のエッジワイズコイルでは、幅（積層面ｆの積層幅Ｗ２）よりも厚み（端面ｅの幅Ｗ１）の方が小さくなるので、その分、連結部３３の突出高さをさらに抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、Ｕ相コイル３０の折返部３２を、平角導線の積層方向に沿ってステータコア１ａの半径方向外側へ折り返す。これにより、矩形断面の平角導線では、積層方向または積層方向と直交する方向（矩形断面の各辺に沿う方向）に曲げ易く、斜め方向（断面の対角線方向）には曲げ難いことから、折返部３２を小さい半径で容易に折り曲げることができ、折返部３２の突出高さを小さくすることができる。特に、第１実施形態のように、長方形断面の短辺の延びる方向を積層方向とすることによって、積層方向により小さなＵ字状に折り曲げやすくなるので、より折返部３２の突出高さを小さくすることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、Ｕ相コイル３０の一対の折返部３２と連結部３３とによって形成される凹状部３４内に、他のコイル１ｂ（Ｖ相コイル４０、Ｗ相コイル５０）のコイルエンドの一部を配置する。これにより、折返部３２と連結部３３とによって形成されるスペース（凹状部３４）に他のコイルのコイルエンドの一部を収納することができるので、スペース効率が向上し、かつ、コイルエンドの突出高さが大きくなるのを効果的に抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、Ｕ相コイル３０の凹状部３４内に、Ｖ相コイル４０およびＷ相コイル５０の少なくとも一方のコイルエンドの一部を配置する。これにより、ステータ１におけるコイルエンドの突出高さが大きくなるのを抑制可能な３相交流の電動機１００を得ることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、Ｖ相コイル４０の折返部４２および屈曲部４３の少なくとも一方を、Ｕ相コイル３０の凹状部３４内に配置する。これにより、折返部４２および屈曲部４３の少なくとも一方を凹状部３４によって形成されたスペースに収納することができるので、Ｕ相コイル３０だけでなく、Ｖ相コイル４０のコイルエンドの突出高さも大きくなるのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、Ｖ相コイル４０の折返部４２および屈曲部４３の両方を、Ｕ相コイル３０の凹状部３４内に配置する。これにより、折返部４２および屈曲部４３の両方を凹状部３４内に収納することができるので、Ｖ相コイル４０のコイルエンドの突出高さが大きくなるのをより効果的に抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、Ｖ相コイル４０の連結部４４に、Ｕ相コイル３０の凹状部３４内に配置された凹状の第１部分４５と、折返部３２を跨ぐ凸状の第２部分４６とを形成する。これにより、Ｕ相コイル３０の凹状部３４内にＶ相コイル４０の第１部分４５を収納することができるので、コイルエンドにおけるスペース効率を向上させることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、Ｗ相コイル５０の屈曲部５２を、Ｖ相コイル４０の凹状の第１部分４５内に配置する。これにより、Ｗ相コイル５０の屈曲部５２を凹状の第１部分４５内に収納することができるので、Ｕ相コイル３０およびＶ相コイル４０に加えて、さらにＷ相コイル５０のコイルエンドの突出高さが大きくなるのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、Ｗ相コイル５０の屈曲部５２を、Ｕ相コイル３０の凹状部３４内で、かつ、Ｖ相コイル４０の凹状の第１部分４５内に配置する。これにより、Ｕ相コイル３０の凹状部３４内に収納されたＶ相コイル４０の凹状のスペース（第１部分４５）内に、さらにＷ相コイル５０の屈曲部５２を収納することができる。この結果、Ｕ相コイル３０の凹状部３４内にＶ相コイル４０およびＷ相コイル５０の両方のコイルエンドの一部をまとめて収納することができるので、コイルエンドの突出高さが大きくなるのをさらに効果的に抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、Ｗ相コイル５０の連結部５３を、隣接するＶ相コイル４０の凹状の第１部分４５の間に跨がるように配置する。これにより、Ｗ相コイル５０の一対の屈曲部５２を、隣接するＶ相コイル４０の第１部分４５内に収納させ、連結部５３によって連結することができるので、コイルエンドにおけるスペース効率を向上させることができる。

（第２実施形態）
次に、図８〜図１２を参照して、第２実施形態による電動機２００の構成について説明する。第２実施形態では、Ｕ相、Ｗ相およびＶ相の各コイルの連結部を互いに軸方向に重なるように配置した上記第１実施形態とは異なり、Ｕ相、Ｗ相およびＶ相の各コイルの連結部が互いに径方向に並んで配置される例について説明する。なお、電動機２００は、「回転電機」の一例である。また、第２実施形態において上記第１実施形態と同様の構成については、同一符号を用いるとともに説明を省略する。

第２実施形態によるステータ１０１では、複数のコイル１０１ｂは、３相交流の各相に対応して、半径方向における折返部の長さが異なる３種類のコイルを含んでいる。具体的には、Ｕ相コイル１３０、Ｖ相コイル１４０およびＷ相コイル１５０の３種のコイル全てについて、基本的な外形形状が上記第１実施形態のＵ相コイル３０と共通している。そして、第２実施形態では、図９に示すように、Ｕ相コイル１３０、Ｖ相コイル１４０およびＷ相コイル１５０のそれぞれは、折返部１３２、１４２および１５２の径方向の長さが互いに異なるように形成されている。なお、ステータ１０１は、「回転電機用ステータ」の一例である。また、Ｕ相コイル１３０、Ｖ相コイル１４０およびＷ相コイル１５０は、それぞれ、「第１コイル」の一例である。

図８〜図１０に示すように、第２実施形態では、Ｕ相コイル１３０の折返部１３２は、屈曲点１３２ａと１３２ｂとの間の直線部１３２ｃの長さがＬ１となるように形成されている。図９に示すように、Ｕ相コイル１３０の連結部１３３は、３相のコイルの内、最も径方向内側（内周側）に配置されている。なお、折返部１３２および連結部１３３は、それぞれ、「第１折返部」および「第１連結部」の一例である。

図８、図９および図１１に示すように、Ｖ相コイル１４０は、折返部１４２の直線部１４２ｃの長さのみがＵ相コイル１３０と異なり、直線部１４２ｃの長さがＬ２となるように形成されている。長さＬ２は、少なくともエッジワイズコイルの積層面ｆの積層幅Ｗ２だけ、長さＬ１よりも大きい。Ｖ相コイル１４０の折返部１４２（直線部１４２ｃ）は、Ｕ相コイル１３０の凹状部１３４内に配置されている。このため、Ｖ相コイル１４０は、Ｕ相コイル１３０の連結部１３３を、折返部１４２が径方向外側に向けて跨ぐように構成されている。これにより、図９に示すように、Ｖ相コイル１４０の連結部１４３（図９のハッチング部）が、Ｕ相コイル１３０の連結部１３３とは重なることなく径方向外側に配置される。なお、折返部１４２および連結部１４３は、それぞれ、「第１折返部」および「第１連結部」の一例である。

図８、図９および図１２に示すように、Ｗ相コイル１５０は、折返部１５２の直線部１５２ｃの長さのみがＵ相コイル３０と異なり、直線部１５２ｃの長さがＬ３となるように形成されている。長さＬ３は、少なくともエッジワイズコイルの積層面の積層幅Ｗ２だけ、長さＬ２よりも大きい。Ｗ相コイル１５０の折返部１５２（直線部１５２ｃ）は、Ｕ相コイル１３０の凹状部１３４内と、Ｖ相コイル１４０の凹状部１４４内との両方に渡って配置されている。このため、Ｗ相コイル１５０は、Ｕ相コイル１３０の連結部１３３およびＶ相コイル１４０の連結部１４３の両方を、折返部１５２が径方向外側に向けて跨ぐように構成されている。これにより、Ｗ相コイル１５０の連結部１５３が、図９に示すように、Ｕ相コイル１３０の連結部１３３およびＶ相コイル１４０の連結部１４３とは重なることなく径方向外側に配置される。なお、折返部１５２および連結部１５３は、それぞれ、「第１折返部」および「第１連結部」の一例である。

図８に示すように、Ｕ相コイル１３０、Ｖ相コイル１４０およびＷ相コイル１５０のコイルエンドのコア端面１ｃからの突出高さは共通で、Ｈ２１である。このため、第２実施形態のステータ１０１全体におけるコイルエンドの突出高さは、Ｈ２１である。第２実施形態では、それぞれの連結部１３３、１４３および１５３が軸方向に重なることがないため、ステータ１０１全体におけるコイルエンドの突出高さは、上記第１実施形態のステータ１よりも小さくなる。

第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

第２実施形態では、上記のように、コイルエンドにおいてステータコア１ａの半径方向外側へ略Ｕ字形状に折り返された一対の折返部１３２（１４２、１５２）と、一対の折返部１３２（１４２、１５２）を連結する連結部１３３（１４３、１５３）と、を有するＵ相コイル１３０、Ｖ相コイル１４０およびＷ相コイル１５０を設ける。これにより、Ｕ相コイル１３０、Ｖ相コイル１４０およびＷ相コイル１５０の一対の折返部１３２（１４２、１５２）の先端部がステータコア１ａのコア端面１ｃ側に配置されるので、連結部１３３（１４３、１５３）をコア端面１ｃ側に近づけることができる。その結果、コイルエンドの突出高さが大きくなるのを抑制することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、半径方向における折返部１３２（１４２、１５２）の長さが異なるＵ相コイル１３０、Ｖ相コイル１４０およびＷ相コイル１５０を設け、ステータコア１ａの軸方向から見て、それぞれの連結部１３３（１４３、１５３）を互いに重ならないように配置する。そして、半径方向外側のＶ相コイル１４０の折返部１４２がＵ相コイル１３０の連結部１３３を半径方向に跨ぎ、Ｗ相コイル１５０の折返部１５２がＶ相コイル１４０の連結部１４３およびＵ相コイル１３０の連結部１３３の両方を半径方向に跨ぐように各コイルを構成する。これにより、コア端面１ｃ側に近づけて配置された連結部１３３（１４３）を折返部１４２（１５２）が跨ぐことにより、折返部１４２（１５２）の軸方向の突出高さを小さくすることができる。この結果、コイルエンドの突出高さが大きくなるのを効果的に抑制することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、Ｖ相コイル１４０の折返部１４２（直線部１４２ｃ）をＵ相コイル１３０の凹状部１３４内に配置し、Ｗ相コイル１５０の折返部１５２（直線部１５２ｃ）をＵ相コイル１３０の凹状部１３４内と、Ｖ相コイル１４０の凹状部１４４内との両方に渡って配置する。これにより、折返部１３２（１４２）と連結部１３３（１４３）とによって形成されるスペース（凹状部１３４、１４４）に折返部１４２および折返部１５２を配置することができるので、折返部１４２（１５２）の軸方向の突出高さをさらに効果的に抑制することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、３相交流の各相に対応して、ステータコア１ａの半径方向における折返部１３２（１４２、１５２）の長さが異なるＵ相コイル１３０、Ｖ相コイル１４０およびＷ相コイル１５０の３種のコイルを設ける。これにより、コイルエンドの突出高さが大きくなるのを効果的に抑制可能な３相交流の電動機２００を得ることができる。

また、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
次に、図１３〜図１６を参照して、第３実施形態による電動機３００の構成について説明する。第３実施形態では、ステータ１の両端のコイルエンドが略同一形状（略対称形状）となるように構成した上記第１実施形態とは異なり、ステータ２０１の両端のコイルエンドが非対称形状となるように形成した例について説明する。なお、電動機３００は、「回転電機」の一例である。また、第３実施形態において上記第１実施形態と同様の構成については、同一符号を用いるとともに説明を省略する。

図１３に示すように、第３実施形態によるステータ２０１は、複数のコイル２０１ｂ（Ｕ相コイル２３０、Ｖ相コイル２４０およびＷ相コイル２５０）を含む。Ｕ相コイル２３０、Ｖ相コイル２４０およびＷ相コイル２５０は、一方側（矢印Ａ１方向側）のコイルエンドでは、それぞれ上記第１実施形態のＵ相コイル３０、Ｖ相コイル４０およびＷ相コイル５０と同一の形状を有する。一方、Ｕ相コイル２３０、Ｖ相コイル２４０およびＷ相コイル２５０は、他方側（矢印Ａ２方向側）のコイルエンドの形状が、それぞれ一方側とは異なる形状に形成されている。なお、Ｕ相コイル２３０、Ｖ相コイル２４０およびＷ相コイル２５０は、それぞれ、「第１コイル」、「第２コイル」および「第３コイル」の一例である。また、ステータ２０１は、「回転電機用ステータ」の一例である。

図１３および図１４に示すように、第３実施形態のＵ相コイル２３０は、他方側（矢印Ａ２方向側）のコイルエンドでは、径方向内側に略Ｓ字形状に折り曲げられた一対の屈曲部２３１と、一対の屈曲部２３１同士を連結する連結部２３２とを含む。屈曲部２３１の先端面２３１ａは、軸方向外側を向くように形成されており、屈曲部２３１の先端面２３１ａのコア端面１ｃからの突出高さはＨ３１である。連結部２３２は、周方向に沿って延びるように形成され、エッジワイズコイルの積層面ｆがロータ２の軸方向端面と対向し、かつ、略平行になるように形成されている。Ｕ相コイル２３０の他方側のコイルエンドでは、一対の屈曲部２３１と連結部２３２とにより、軸方向内側が開放された凸形状の凸状部２３３が形成されている。

図１３および図１５に示すように、Ｖ相コイル２４０は、他方側のコイルエンドでは、径方向内側に略Ｓ字形状に折り曲げられた屈曲部２４１と、径方向内側に略Ｕ字形状に折り返された折返部２４２と、屈曲部２４１の先端部および折返部２４２の先端部を連結する連結部２４３とを含む。ここで、一方側のコイルエンドにおける略Ｓ字形状の屈曲部４３の反対側（他方側）には、略Ｕ字形状の折返部２４２が形成されている。また、一方側のコイルエンドにおける略Ｕ字形状の折返部４２の反対側（他方側）には、略Ｓ字形状の屈曲部２４１が形成されている。

連結部２４３は、径方向から見て、軸方向外側が開放された凹状の第１部分２４４と、軸方向内側が開放された凸状の第２部分２４５とを含む段差状形状を有する。第１部分２４４および第２部分２４５は、周方向に沿って延びるように形成され、中央の段差部分を除き、エッジワイズコイルの積層面ｆがロータ２の軸方向端面と対向し、かつ、略平行になるように形成されている。第３実施形態では、凹状の第１部分２４４内にＵ相コイル２３０の屈曲部２３１が配置されている。

図１３および図１６に示すように、Ｗ相コイル２５０は、他方側のコイルエンドでは、径方向内側に略Ｌ字形状に折り曲げられた一対の屈曲部２５１と、一対の屈曲部２５１からそれぞれ径方向内側に延びる一対の直線部２５２と、一対の直線部２５２の先端部を連結する連結部２５３とを含む。

一対の直線部２５２は、径方向内側に直線状に延びるとともに、Ｖ相コイル２４０の凸状の第２部分２４５の内部（軸方向内側）に収まるように配置されている。さらに、直線部２５２は、Ｕ相コイル２３０の凸状部２３３の内部（軸方向内側）に収まるように配置されている。また、直線部２５２は、Ｕ相コイル２３０の連結部２３２の軸方向内側を通り、Ｖ相コイル２４０の連結部２４３およびＵ相コイル２３０の連結部２３２よりも径方向内側まで延びる。

連結部２５３は、周方向に沿って延びるように形成され、Ｖ相コイル２４０の連結部２４３およびＵ相コイル２３０の連結部２３２よりも径方向内側の位置に配置されている。連結部２５３は、エッジワイズコイルの端面ｅが軸方向を向いてロータ２の軸方向端面と対向し、かつ、略平行になるように形成されている。

第３実施形態のステータ２０１の他端側のコイルエンドにおける最大の突出高さは、Ｕ相コイル２３０の屈曲部２３１の先端面２３１ａの突出高さＨ３１である。したがって、各相のコイルエンドが、突出高さＨ３１のＵ相コイル２３０の凸状部２３３よりも軸方向内側に納めるように配置されている。

第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

第３実施形態では、上記のように、各相コイルのコイルエンドが非対称形状となっている。他方側のコイルエンドでは、Ｖ相コイル２４０の凹状の第１部分２４４内にＵ相コイル２３０の屈曲部２３１を収納するとともに、Ｖ相コイル２４０の凸状の第２部分２４５の内部（軸方向内側）にＷ相コイル２５０の直線部２５２を収納することにより、コイルエンドにおけるスペース効率を向上させることができる。

また、ステータ２０１の他方側のコイルエンドでは、各相のコイルが径方向内側に折り曲げられ、各相のコイルエンドの一部がロータ２と軸方向に対向（オーバーラップ）する。このように構成した場合でも、ステータ２０１の一方側のコイルエンドではロータ２とオーバーラップすることがないので、ロータ２の組付時にステータ２０１の一方側からロータ２を組み込めば、コイルエンドとロータ２とが干渉することがない。したがって、製造工程および製造設備が複雑化することはない。

また、他方側のコイルエンドで各相のコイルが径方向内側に折り曲げられているため、各相のコイルをステータ２０１に装着する際、コイル２０１ｂ（Ｕ相コイル２３０、Ｖ相コイル２４０およびＷ相コイル２５０）の他方側のコイルエンドをスロット１１に対して軸方向（Ａ２方向）に挿入するだけで、各相のコイルをステータ２０１に装着することができる。

また、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

（第４実施形態）
次に、図１７〜図２０を参照して、第４実施形態による電動機４００の構成について説明する。第４実施形態では、ステータ両端のコイルエンドを非対称とした上記第３実施形態の別の構造例について説明する。なお、電動機４００は、「回転電機」の一例である。また、第４実施形態において上記第１実施形態と同様の構成については、同一符号を用いるとともに説明を省略する。

図１７および図１８に示すように、第４実施形態によるステータ３０１は、複数のコイル３０１ｂ（Ｕ相コイル３３０、Ｖ相コイル３４０およびＷ相コイル３５０）を含む。Ｕ相コイル３３０は、一方側のコイルエンドでは、上記第１実施形態と同様の折返部３２および連結部３３を含む。Ｕ相コイル３３０の他方側のコイルエンドでは、径方向内側に略Ｌ字形状に折り曲げられた一対の屈曲部３３１と、一対の屈曲部３３１同士を連結する連結部３３２とが形成されている。連結部３３２は、周方向に沿って延びるように形成され、コア端面１ｃ（ロータ端面）と略平行になるように形成されている。また、連結部３３２は、エッジワイズコイルの端面ｅが軸方向Ａを向き、ロータ２の軸方向端面と対向するように配置されている。なお、Ｕ相コイル３３０は、「第１コイル」の一例である。また、ステータ３０１は、「回転電機用ステータ」の一例である。

図１７および図１９に示すように、Ｖ相コイル３４０は、一方側のコイルエンドでは、スロット１１から軸方向に突出した一対のコイル辺部３４１の先端部同士を直接連結する連結部３４２を含む。連結部３４２は、Ｕ相コイル３３０の屈曲部３２、および、後述するＷ相コイル３５０の屈曲部３５１を跨いで、周方向に沿って延びるように形成されている。連結部３４２は、エッジワイズコイルの積層面ｆがコア端面１ｃと対向し、コア端面１ｃと略平行になるように形成されている。連結部３４２のコア端面１ｃからの突出高さは、Ｈ４１である。なお、Ｖ相コイル３４０は、「第２コイル」の一例である。

Ｖ相コイル３４０は、他方側のコイルエンドでは、略Ｓ字状の一対の屈曲部３４３と、一対の屈曲部３４３の先端部を連結する連結部３４４とを含む。屈曲部３４３は、径方向内側に延びる直線部３４５を有し、Ｕ相コイル３３０の連結部３３２の軸方向内側を通るように形成されている。また、屈曲部３４３は、Ｗ相コイル３５０の後述する凸状部３５５内に配置されている。連結部３４４は、エッジワイズコイルの積層面ｆがロータ２と対向し、ロータ２の軸方向端面と略平行になるように形成されている。

図１７および図２０に示すように、Ｗ相コイル３５０は、一方側のコイルエンドでは、径方向外側に略Ｓ字形状に折り曲げられた一対の屈曲部３５１と、一対の屈曲部３５１を連結する連結部３５２とを有している。屈曲部３５１は、屈曲部３５１の先端面がコア端面１ｃとは反対側（軸方向外側）を向いて配置されている。屈曲部３５１は、Ｕ相コイル３３０の凹状部３４内に配置されている。連結部３５２は、周方向に沿って延びるように形成され、Ｕ相コイル３３０の連結部３３と軸方向に重なるように配置されている。連結部３５２は、エッジワイズコイルの積層面ｆがコア端面１ｃと対向し、コア端面１ｃと略平行になるように形成されている。連結部３５２のコア端面１ｃからの突出高さは、Ｈ４１である。したがって、第４実施形態では、一方側のコイルエンドにおいて、Ｗ相コイル３５０の連結部３５２とＶ相コイル３４０の連結部３４２とが、径方向に沿って並ぶように配置されている。なお、Ｗ相コイル３５０は、「第３コイル」の一例である。また、屈曲部３５１および連結部３５２は、それぞれ、「第２屈曲部」および「第３連結部」の一例である。

Ｗ相コイル３５０は、他方側のコイルエンドでは、径方向内側に略Ｓ字形状に折り曲げられた一対の屈曲部３５３と、一対の屈曲部３５３を連結する連結部３５４とを有している。屈曲部３５３は、屈曲部３５３の先端面がコア端面１ｃとは反対側（軸方向外側）を向いて配置されている。連結部３５４は、周方向に沿って延びるように形成されている。連結部３５４は、エッジワイズコイルの積層面ｆがロータ２と対向し、ロータ２の軸方向端面と略平行になるように形成されている。また、一対の屈曲部３５３と連結部３５２とによって、軸方向内側が開放された凸状部３５５が形成されている。

第４実施形態のステータ３０１の一端側のコイルエンドにおける最大の突出高さは、Ｖ相コイル３４０の連結部３４２およびＷ相コイル３５０の連結部３５２の突出高さＨ４１である。

第４実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

第４実施形態では、一方側のコイルエンドにおいて、Ｕ相コイル３３０の凹状部３４にＷ相コイル３５０の屈曲部３５１を配置し、Ｕ相コイル３３０の連結部３３とＷ相コイル３５０の連結部３５２とを重なるように配置する。そして、Ｖ相コイル３４０の連結部３４２をＷ相コイル３５０の連結部３５２と径方向に並ぶように配置する。これにより、３相のコイルの連結部３３、４４および５３を全て軸方向に重なるように配置した上記第１実施形態と比較して、軸方向の突出高さをさらに抑制することができる。

また、第４実施形態のその他の効果は、上記第３実施形態と同様である。

（第５実施形態）
次に、図２１および図２２を参照して、第５実施形態による電動機５００の構成について説明する。第５実施形態では、上記第１〜第４実施形態の各相のコイルに低高速用コイル部と低速用コイル部とを設けた例ついて説明する。なお、電動機５００は、「回転電機」の一例である。

第５実施形態では、各相のコイル形状は任意であり、上記第１〜第４実施形態で示したコイル形状のいずれにも適用することが可能である。そのため、ここでは、上記第１実施形態のコイル（Ｕ相コイル３０、Ｖ相コイル４０およびＷ相コイル５０）に第５実施形態の構成を適用した例について説明する。

図２１に示すように、第５実施形態によるステータ４０１では、Ｕ相コイル３０、Ｖ相コイル４０およびＷ相コイル５０から構成される各コイル４０１ｂが、それぞれ、低高速用コイル部４６０と低速用コイル部４７０とを含んでいる。具体的には、各コイル４０１ｂでは、積層された平角導線のうち、一部が低高速用コイル部４６０を構成し、他の一部が低速用コイル部４７０を構成している。これらの低高速用コイル部４６０と低速用コイル部４７０とは、絶縁部材４８０によって互いに分離されている。これにより、各コイル４０１ｂは、低高速用コイル部４６０と低速用コイル部４７０とが共通のスロット１１内に配置されるように構成されている。なお、ステータ４０１は、「回転電機用ステータ」の一例である。

各コイル４０１ｂの低高速用コイル部４６０は、電動機５００の低速駆動時および高速駆動時の両方で使用され、低速用コイル部４７０は、電動機５００の低速駆動時にのみ使用されるように構成されている。これらの低高速用コイル部４６０および低速用コイル部４７０は、図２２に示すように、巻線切替部ＣＳによって接続状態を切替可能である。

具体的には、電動機５００は、電源部ＢＵおよび巻線切替部ＣＳとそれぞれ接続される。電動機５００は、電源部ＢＵから供給される３相の交流電力に対応して駆動するように構成されている。

各コイル４０１ｂの低高速用コイル部４６０および低速用コイル部４７０は、電気的に直列に接続されている。低高速用コイル部４６０の一方側の端子ＴＵ１、ＴＶ１およびＴＷ１は、電源部ＢＵに接続されている。また、低高速用コイル部４６０の他方側で、かつ、低速用コイル部４７０の一方側の端子ＴＵ２、ＴＶ２およびＴＷ２は、巻線切替部ＣＳに接続されている。また、低速用コイル部４７０の他方側の端子ＴＵ３、ＴＶ３およびＴＷ３は、巻線切替部ＣＳに接続されている。

巻線切替部ＣＳは、電動機５００の端子ＴＵ２、ＴＶ２およびＴＷ２を短絡させるための高速用スイッチＳＷ１と、電動機５００の端子ＴＵ３、ＴＶ３およびＴＷ３を短絡させるための低速用スイッチＳＷ２とを含む。

巻線切替部ＣＳは、低速駆動時には、高速用スイッチＳＷ１をオフ状態にするとともに、低速用スイッチＳＷ２をオン状態にする。これにより、端子ＴＵ３、ＴＶ３およびＴＷ３が短絡され、端子ＴＵ３、ＴＶ３およびＴＷ３を中性点として、コイル４０１ｂの低高速用コイル部４６０および低速用コイル部４７０による各相４並列のスター結線が構成される。この結果、電動機５００の各相のコイル４０１ｂにおいて低高速用コイル部４６０および低速用コイル部４７０の両方に電圧が印加される。これにより、各相のコイル４０１ｂのインピーダンスが大きくなるので、コイル４０１ｂに大きな電圧を印加することができ、低速駆動時の電動機５００のトルクを大きくすることが可能である。

また、巻線切替部ＣＳは、高速駆動時には、高速用スイッチＳＷ１をオン状態にするとともに、低速用スイッチＳＷ２をオフ状態にする。これにより、端子ＴＵ２、ＴＶ２およびＴＷ２が短絡され、端子ＴＵ２、ＴＶ２およびＴＷ２を中性点として、コイル４０１ｂの低高速用コイル部４６０による各相４並列のスター結線が構成される。この結果、電動機５００の各相のコイル４０１ｂにおいて低高速用コイル部４６０のみに電圧が印加される。この結果、低速駆動時に比べて、各相のコイル４０１ｂのインピーダンスが小さくなるので、電動機５００を高速駆動することが可能である。

第５実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

第５実施形態では、上記のように、各相のコイル４０１ｂに、低速時にのみ使用される低速用コイル部４７０と、高速時および低速時の両方に使用される低高速用コイル部４６０とを設け、低速用コイル部４７０と低高速用コイル部４６０とを共通のスロット１１内に配置する。これにより、コイルエンドの突出高さが大きくなるのを抑制可能で、かつ、駆動速度に応じて巻線切り替え可能な電動機５００を得ることができる。なお、図２２に示した第５実施形態では、各相のコイル４０１ｂの接続を４並列のスター結線とした例を示したが、各相のコイル接続は、４並列のスター結線以外の構成も可能である。

（第６実施形態）
次に、図２３〜図２６を参照して、第６実施形態による電動機６００の構成について説明する。第６実施形態では、ステータ両端のコイルエンドを非対称とした上記第４実施形態の別の構造例として、ステータ両端のコイルエンドを対称に形成した例について説明する。なお、電動機６００は、「回転電機」の一例である。また、第６実施形態において上記第４実施形態と同様の構成については、同一符号を用いるとともに説明を省略する。

図２３に示すように、第６実施形態によるステータ５０１は、複数のコイル５０１ｂ（Ｕ相コイル５３０、Ｖ相コイル５４０およびＷ相コイル５５０）を含む。第６実施形態では、Ｕ相コイル５３０、Ｖ相コイル５４０およびＷ相コイル５５０のコイルエンドが、一方側と他方側とで略同一形状（軸方向に対称形状）に形成されている。なお、Ｕ相コイル５３０は、「第１コイル」の一例である。

図２３および図２４に示すように、Ｕ相コイル５３０は、上記第１実施形態のＵ相コイル３０と同様の形状を有する。すなわち、一方側、他方側のコイルエンドの両方で、折返部３２および連結部３３が設けられている。これは、上記第４実施形態のＵ相コイル３３０の他方側のコイルエンドを、一方側のコイルエンドと同一（対称）の形状に形成したものでもある。

図２３および図２５に示すように、Ｖ相コイル５４０は、一方側および他方側の両方のコイルエンドに、上記第４実施形態と同様の連結部３４２が設けられている。なお、Ｖ相コイル５４０は、「第２コイル」の一例である。

図２３および図２６に示すように、Ｗ相コイル５５０は、一方側および他方側の両方のコイルエンドに、上記第４実施形態と同様の一対の屈曲部３５１および連結部３５２が設けられている。なお、Ｗ相コイル５５０は、「第３コイル」の一例である。

したがって、第６実施形態では、一方側および他方側の両方のコイルエンドにおいて、Ｕ相コイル５３０の凹状部３４にＷ相コイル５５０の屈曲部３５１が配置され、Ｕ相コイル５３０の連結部３３がＷ相コイル５５０の連結部３５２と重なるように配置されている。そして、Ｖ相コイル５４０の連結部３４２がＷ相コイル５５０の連結部３５２と径方向に並ぶように配置される。

第６実施形態のステータ５０１では、一方側および他方側のコイルエンドにおける最大の突出高さは、同一で、Ｖ相コイル５４０の連結部３４２およびＷ相コイル５５０の連結部３５２の突出高さＨ４１である。

第６実施形態のその他の構成は、上記第４実施形態と同様である。

第６実施形態では、一方側および他方側の両方のコイルエンドにおいて、Ｕ相コイル５３０の凹状部３４にＷ相コイル５５０の屈曲部３５１を配置し、Ｕ相コイル５３０の連結部３３とＷ相コイル５５０の連結部３５２とを重なるように配置する。そして、Ｖ相コイル５４０の連結部３４２をＷ相コイル５５０の連結部３５２と径方向に並ぶように配置する。これにより、上記第４実施形態と比較して、軸方向の突出高さをさらに抑制することができる。コイルエンドの高さを比較すると、上記第２実施形態によるステータ１０１（両側がＨ２１）＜第６実施形態によるステータ５０１（両側がＨ４１）＜上記第１実施形態によるステータ１（両側がＨ３）となる。

また、第６実施形態のその他の効果は、上記第４実施形態と同様である。

（第７実施形態）
次に、図２７を参照して、第７実施形態による自動車７００の構成について説明する。なお、自動車７００は、「車両」の一例である。

図２７に示すように、自動車７００は、上記第１〜第６実施形態の電動機１００、２００、３００、４００、５００および６００のうちのいずれか１つが備えられている。なお、第７実施形態のその他の構成は、上記第１〜第６実施形態と同様である。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記第１〜第６実施形態では、電動機および電動機用ステータを示したが、電動機以外の発電機などの回転電機および回転電機用ステータであってもよい。

また、上記第１〜第６実施形態では、３相交流の電動機を示したが、３相以外の単相の電動機（回転電機）にも適用可能である。

また、上記第１〜第６実施形態では、平角導線を巻き重ねて積層したエッジワイズコイルを用いた例を示したが、丸線を束ねたコイルを用いてもよい。

また、上記第１〜第６実施形態では、少なくともＵ相コイルに、折返部と連結部とにより形成される凹状部を形成した例を示したが、Ｕ相以外のＶ相コイルやＷ相コイルに凹状部を形成してもよい。

また、上記第１〜第６実施形態では、「第１コイル」、「第２コイル」および「第３コイル」の一例として、それぞれＵ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを設けた例を示したが、「第１コイル」、「第２コイル」および「第３コイル」は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のうちいずれの相に対応するコイルであってもよい。

また、上記第１〜第６実施形態では、少なくともＵ相コイルに径方向外側へ略Ｕ字形状に折り返された一対の折返部を形成した例を示したが、たとえばＶ字形状など、Ｕ字形状以外の形状となるように折り返してもよい。

また、上記第１〜第６実施形態では、Ｕ相コイルの折返部の先端面を、ステータコアのコア端面と対向するように形成した例を示したが、折返部の先端面がコア端面と平行になっている必要はない。折返部の先端面がコア端面側の方向を向いていれば、折返部の先端面の向きがコア端面に対して傾いていてもよい。

また、上記第１〜第６実施形態では、Ｕ相コイルにＵ字形状の折返部を形成した例を示したが、折返部は文字「Ｕ」の形状そのままのＵ字形状である必要はない。すなわち、折返部を、屈曲部分が丸みを帯びたＵ字形状に形成する代わりに、屈曲部分が角張ったＵ字形状に形成してもよい。本出願において、「Ｕ字形状」とは、屈曲部分が角張ったＵ字形状（矩形状の一辺を取り除いたような形状）も含む。また、「Ｕ字形状」構成する直線部分（屈曲部分以外の部分）が平行である必要もない。

また、上記第１〜第６実施形態では、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各相コイルの連結部を、ステータコアの周方向に沿って延びるように形成した例を示したが、連結部を、周方向に沿って円弧状に延びるように形成してもよいし、周方向に沿って直線状に延びるように形成してもよい。また、連結部を、周方向に沿って円弧状以外の曲線状に延びるように形成してもよい。

また、上記第７実施形態では、自動車に上記第１〜第６実施形態の電動機が備えられている例を示したが、建設機械用等の車両や、農業用の車両に上記第１〜第６実施形態の電動機を備えてもよい。また、車両以外にも、たとえば、船舶や航空機等に上記第１〜第６実施形態の電動機を備えてもよい。

１、１０１、２０１、３０１、４０１ ステータ（回転電機用ステータ）
１ａ ステータコア
１ｂ、１０１ｂ、２０１ｂ、３０１ｂ、４０１ｂ コイル
２ ロータ
１１ スロット
３０、１３０、１４０、１５０、２３０、３３０、５３０ Ｕ相コイル（第１コイル）
３１、３４１ コイル辺部（第１コイル辺部）
３２、１３２、１４２、１５２ 折返部（第１折返部）
３３、１３３、１４３、１５３ 連結部（第１連結部）
３４、１４３、１４４ 凹状部
４０、２４０、３４０、５４０ Ｖ相コイル（第２コイル）
４１ コイル辺部（第２コイル辺部）
４２ 折返部（第２折返部）
４３ 屈曲部（第１屈曲部）
４４ 連結部（第２連結部）
４５ 第１部分
４６ 第２部分
５０、２５０、３５０、５５０ Ｗ相コイル（第３コイル）
５１ コイル辺部（第３コイル辺部）
５２、３５１ 屈曲部（第２屈曲部）
５３、３５２ 連結部（第３連結部）
１００、２００、３００、４００、５００ 電動機（回転電機）
４６０ 低高速用コイル部
４７０ 低速用コイル部
７００ 自動車（車両）
ｆ 積層面

Claims (22)

1. ロータと、
   複数のスロットを有し、前記ロータと対向するように配置されたステータコアと、前記ステータコアの前記スロットに同心巻で装着された複数のコイルとを含むステータとを備え、
   前記ステータの前記コイルは、
   それぞれ異なる前記スロットに挿入される一対の第１コイル辺部と、前記一対の第１コイル辺部から連続し、コイルエンドにおいて先端が前記ステータコアの軸方向端面を向くように前記ステータコアの半径方向外側へ折り返された一対の第１折返部と、前記一対の第１折返部を連結する第１連結部と、を有する第１コイルを少なくとも含み、
   前記コイルは、３相交流の各相に対応して設けられた前記第１コイルと、第２コイルと、第３コイルとを含み、
   前記第２コイルは、それぞれ異なる前記スロットに挿入される一対の第２コイル辺部と、前記第２コイル辺部から連続し、コイルエンドにおいて前記半径方向外側へ略Ｓ字状に折り曲げられた第１屈曲部とを有し、
   前記第２コイルの前記第１屈曲部は、前記第１コイルの一対の前記第１折返部と前記第１連結部とにより形成される凹状部内に配置されている、回転電機。
2. 前記第１コイルの第１折返部は、前記第１折返部の先端部が前記ステータコアの軸方向端面近傍で前記ステータコアと対向するように形成され、
   前記第１連結部は、前記ステータコアの軸方向端面近傍の前記第１折返部の先端部同士を連結するように構成されている、請求項１に記載の回転電機。
3. 前記第１コイルの第１連結部は、前記ステータコアの軸方向端面と略平行で、かつ、前記ステータコアの軸方向端面に沿って周方向に延びるように構成されている、請求項２に記載の回転電機。
4. 前記コイルは、平角導線を巻き重ねて積層した帯状のエッジワイズコイルであり、
   前記第１コイルの第１連結部は、前記平角導線が積層されることにより形成された前記エッジワイズコイルの積層面が前記ステータコアの軸方向端面と対向するように構成されている、請求項１に記載の回転電機。
5. 前記第１コイルの第１折返部は、前記平角導線の積層方向に沿って前記ステータコアの半径方向外側へ折り返されている、請求項４に記載の回転電機。
6. 前記第１コイルの第１折返部は、前記ステータコアの半径方向外側へＵ字形状に折り返されている、請求項１に記載の回転電機。
7. 前記第１コイルの一対の前記第１折返部と前記第１連結部とにより形成される前記凹状部内に、他の前記コイルのコイルエンドの一部が配置されている、請求項１に記載の回転電機。
8. 前記第１コイルの一対の前記第１折返部と前記第１連結部とにより形成される前記凹状部内には、前記第２コイルおよび前記第３コイルの少なくとも一方のコイルエンドの一部が配置されている、請求項７に記載の回転電機。
9. 前記第２コイルは、一方の前記第２コイル辺部から連続し、コイルエンドにおいて前記ステータコアの半径方向外側へ略Ｕ字形状に折り返された第２折返部と、他方の前記第２コイル辺部から連続し、コイルエンドにおいて前記半径方向外側へ略Ｓ字状に折り曲げられた前記第１屈曲部と、前記第２折返部と前記第１屈曲部とを連結する第２連結部とを有し、
   前記第２コイルの前記第２折返部および前記第１屈曲部の少なくとも一方は、前記第１コイルの一対の前記第１折返部と前記第１連結部とにより形成される前記凹状部内に配置されている、請求項８に記載の回転電機。
10. 前記第２コイルの前記第２折返部および前記第１屈曲部の両方が、前記第１コイルの一対の前記第１折返部と前記第１連結部とにより形成される前記凹状部内に配置されている、請求項９に記載の回転電機。
11. 前記第２コイルの第２連結部は、前記第１コイルの一対の前記第１折返部と前記第１連結部とにより形成される前記凹状部内に配置された凹状の第１部分と、前記第１折返部を跨ぐ凸状の第２部分とを含む、請求項９に記載の回転電機。
12. 前記第３コイルは、それぞれ異なる前記スロットに挿入される一対の第３コイル辺部と、前記一対の第３コイル辺部から連続し、コイルエンドにおいて前記ステータコアの半径方向外側へ略Ｓ字状に折り曲げられた一対の第２屈曲部と、前記一対の第２屈曲部を連結する第３連結部とを有し、
    前記第３コイルの前記第２屈曲部は、前記第２コイルの前記凹状の前記第１部分内に配置されている、請求項１１に記載の回転電機。
13. 前記第３コイルの第２屈曲部は、前記第１コイルの一対の第１折返部と前記第１連結部とにより形成される前記凹状部内で、かつ、前記第２コイルの前記凹状の第１部分内に配置されている、請求項１２に記載の回転電機。
14. 前記第３コイルの第３連結部は、隣接する前記第２コイルの前記凹状の第１部分の間に跨がるように配置されている、請求項１２に記載の回転電機。
15. ロータと、
    複数のスロットを有し、前記ロータと対向するように配置されたステータコアと、前記ステータコアの前記スロットに同心巻で装着された複数のコイルとを含むステータとを備え、
    前記ステータの前記コイルは、
    それぞれ異なる前記スロットに挿入される一対の第１コイル辺部と、前記一対の第１コイル辺部から連続し、コイルエンドにおいて先端が前記ステータコアの軸方向端面を向くように前記ステータコアの半径方向外側へ折り返された一対の第１折返部と、前記一対の第１折返部を連結する第１連結部と、を有する第１コイルを少なくとも含み、
    前記コイルは、前記ステータコアの半径方向における前記第１折返部の長さが異なる複数種類の前記第１コイルを含み、
    複数種類の前記第１コイルは、
    前記ステータコアの軸方向から見て、それぞれの前記第１連結部が互いに重ならないように配置され、
    前記半径方向外側の前記第１コイルの第１折返部が、前記半径方向内側の前記第１コイルの第１連結部を前記半径方向に跨ぐように構成されている、回転電機。
16. 前記コイルは、３相交流の各相に対応して、前記ステータコアの半径方向における前記第１折返部の長さが異なる３種類の前記第１コイルを含む、請求項１５に記載の回転電機。
17. 前記コイルは、低速時にのみ使用される低速用コイル部と、高速時および低速時の両方に使用される低高速用コイル部とを含み、
    前記低速用コイル部と前記低高速用コイル部とが共通の前記スロット内に配置されるように構成されている、請求項１に記載の回転電機。
18. 複数のスロットを有するステータコアと、
    前記ステータコアの前記スロットに同心巻で装着された複数のコイルとを備え、
    前記コイルは、
    それぞれ異なる前記スロットに挿入される一対の第１コイル辺部と、前記一対の第１コイル辺部から連続し、コイルエンドにおいて先端が前記ステータコアの軸方向端面を向くように前記ステータコアの半径方向外側へ折り返された一対の第１折返部と、前記一対の第１折返部を連結する第１連結部と、を有する第１コイルを少なくとも含み、
    前記コイルは、３相交流の各相に対応して設けられた前記第１コイルと、第２コイルと、第３コイルとを含み、
    前記第２コイルは、それぞれ異なる前記スロットに挿入される一対の第２コイル辺部と、前記第２コイル辺部から連続し、コイルエンドにおいて前記半径方向外側へ略Ｓ字状に折り曲げられた第１屈曲部とを有し、
    前記第２コイルの前記第１屈曲部は、前記第１コイルの一対の前記第１折返部と前記第１連結部とにより形成される凹状部内に配置されている、回転電機用ステータ。
19. 前記第１コイルの第１折返部は、前記第１折返部の先端部が前記ステータコアの軸方向端面近傍で前記ステータコアと対向するように形成され、
    前記第１連結部は、前記ステータコアの軸方向端面近傍の前記第１折返部の先端部同士を連結するように構成されている、請求項１８に記載の回転電機用ステータ。
20. 前記第１コイルの第１連結部は、前記ステータコアの軸方向端面と略平行で、かつ、前記ステータコアの軸方向端面に沿って周方向に延びるように構成されている、請求項１９に記載の回転電機用ステータ。
21. 前記第１コイルの一対の前記第１折返部と前記第１連結部とにより形成される凹状部内に、他の前記コイルのコイルエンドの一部が配置されている、請求項１８に記載の回転電機用ステータ。
22. 回転電機を備える車両であって、
    前記回転電機は、
    ロータと、
    複数のスロットを有し、前記ロータと対向するように配置されたステータコアと、前記ステータコアの前記スロットに同心巻で装着された複数のコイルとを有するステータとを含み、
    前記ステータの前記コイルは、
    それぞれ異なる前記スロットに挿入される一対の第１コイル辺部と、前記一対の第１コイル辺部から連続し、コイルエンドにおいて先端が前記ステータコアの軸方向端面を向くように前記ステータコアの半径方向外側へ折り返された一対の第１折返部と、前記一対の第１折返部を連結する第１連結部と、を有する第１コイルを少なくとも含み、
    前記コイルは、３相交流の各相に対応して設けられた前記第１コイルと、第２コイルと、第３コイルとを含み、
    前記第２コイルは、それぞれ異なる前記スロットに挿入される一対の第２コイル辺部と、前記第２コイル辺部から連続し、コイルエンドにおいて前記半径方向外側へ略Ｓ字状に折り曲げられた第１屈曲部とを有し、
    前記第２コイルの前記第１屈曲部は、前記第１コイルの一対の前記第１折返部と前記第１連結部とにより形成される凹状部内に配置されている、車両。

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