JP5924710B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

この発明は、例えば電動機や発電機などの回転電機に関し、特に電機子巻線の結線構造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、導体線を電機子鉄心のティースのそれぞれに巻回した集中巻の電機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電機子巻線を用いた電機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電機子巻線を用いた電機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。

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亀甲形の巻線コイルを、周方向に連続する６本のティースの両側に位置するスロットの各対に収納して、分布巻の電機子巻線を構成していた。そして、巻線コイルの両端の略頭頂部に、ねじれを伴わずにクランク形状を形成して、回転電機の軸方向の拡大を抑制し、小型化を実現していた。

特開２００８−１０４２９３号公報

しかしながら、特許文献１には、巻線コイル間の結線方法についての開示が無く、結線方法によっては、軸方向寸法が巻線コイル間を結線する渡り線により大きくなってしまい、回転電機の小型化を阻害することになる。
また、電機子巻線の仕様の変更に対しては、巻線コイルの結線を変えることで対応することになるが、結線の変更が複雑となり、それに対応する部品数が増加し、製造コストの高騰をもたらすことになる。

この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、小コイル群間の結線、および相コイル間の結線を簡略化して、電機子巻線の仕様変更に簡易に対応できるとともに、小コイル群を構成する巻線体間の結線を工夫して、軸方向寸法の拡大を抑制し、小型化を図る回転電機を得ることを目的とする。

この発明による回転電機は、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し、スロットが上記電機子鉄心に毎極毎相当たりｑ(但し、ｑは２以上の自然数）の割合で形成されている。上記電機子巻線は、それぞれ、螺旋状にｍ回（但し、ｍは２以上の自然数）巻回されている導体線により構成され、各列にｍ本並んで２列に配列された直線部、および列間で該直線部の端部間を連結するコイルエンドを有し、該導体線の一方の巻線端が一方の列の直線部配列方向の一端に位置する該直線部の長さ方向一側に延出し、該導体線の他方の巻線端が他方の列の直線部配列方向の他端に位置する該直線部の長さ方向一側に延出している複数の巻線体を備え、上記複数の巻線体は、それぞれ、２列に配列された上記直線部の各列を上記電機子鉄心の周方向に連続する複数本のティースの両側に位置するスロット対のそれぞれに収納して、周方向に１スロットピッチで配列され、上記一方の巻線端が上記スロットのスロット深さ方向の最浅部から延出して周方向に１スロットピッチで配列され、かつ上記他方の巻線端が上記スロットのスロット深さ方向の最深部から延出して周方向に１スロットピッチで配列されている。上記電機子巻線を構成する相コイルのそれぞれは、電気角で３６０°離れたスロット対に収納されている上記巻線体が、周方向の配列順に、上記一方の巻線端と上記他方の巻線端とを連結して直列に接続されている、周方向に１周する（２×ｑ）本の小コイル群を備え、上記小コイル群の一方の端部を構成する上記一方の巻線端が上記スロットのスロット深さ方向の最浅部から延出して周方向に配列して内径側巻線端群を構成し、かつ上記小コイル群の他方の端部を構成する上記他方の巻線端が上記スロットのスロット深さ方向の最深部から延出して周方向に配列して外径側巻線端群を構成し、上記相コイルを構成する上記小コイル群間、および上記相コイル間が、上記内径側巻線端群内の巻線端同士を結線し、かつ上記外径側巻線端群内の巻線端同士を結線することにより、接続されるように構成されている。

この発明によれば、電機子巻線を構成する相コイルのそれぞれは、電気角で３６０°離れたスロット対に収納されている巻線体を、周方向の配列順に、内径側巻線端群の巻線端と外径側巻線端群の巻線端とを連結して直列に接続して形成されている。そこで、内径側巻線端群の巻線端と外径側巻線端群の巻線端とを連結する渡り部同士が軸方向に重なることがなく、コイルエンドの軸方向寸法の拡大が抑制され、小型化が図られる。また、渡り部の長さが短くなるので、電機子巻線を構成する各相コイルの低抵抗化および低銅損化が図られ、高効率化および軽量化が図られる。

上記相コイルを構成する上記小コイル群間、および上記相コイル間が、上記内径側巻線端群内の巻線端同士を結線し、かつ上記外径側巻線端群内の巻線端同士を結線することにより、接続されている。そこで、内径側巻線端群内の巻線端同士の結線、および外径側巻線端群内の巻線端同士の結線の一方の結線状態を固定し、他方の結線方法を変えるだけで、小コイル群の直列および並列の接続形態、さらには相コイルのＹ結線およびΔ結線の結線形態を簡易に切り換えることができるので、電機子巻線の仕様変更に簡易に対応することができる。そこで、結線の変更が複雑となることに起因する部品数の増加、および製造コストの高騰を抑制することができる。

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電機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電機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電機子の電機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体を示す側面図である。 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体を正面斜め上方から見た斜視図である。 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の組み立て方法を説明する斜視図である。 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の組み立て方法を説明する斜視図である。 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の組み立て方法を説明する斜視図である。 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の組み立て方法を説明する斜視図である。 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の組み立て方法を説明する斜視図である。 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の組み立て方法を説明する斜視図である。 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の組み立て方法における４８番目の巻線体を組み込む手順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組み立て方法における４８番目の巻線体を組み込む手順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組み立て方法における４８番目の巻線体を組み込む手順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を電機子鉄心に装着する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アッセンブリを電機子鉄心に装着する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アッセンブリを電機子鉄心に装着する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アッセンブリを電機子鉄心に装着する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２つの巻線体が１つのスロットを共有して電機子鉄心に装着された状態を軸方向一端側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３つの巻線体が電機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３つの巻線体が電機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体が周方向に１スロットピッチで８つ配列した状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線体が周方向に１スロットピッチで８つ配列した状態を軸方向一端側から見た端面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子を軸方向他端側から見た端面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを構成する小コイル群の結線図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルを構成する小コイル群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の小コイル群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に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルの内径側巻線端群の結線図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルの外径側巻線端群の第１結線図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルの外径側巻線端群の第２結線図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子巻線の第１結線図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子巻線の第２結線図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における内径側巻線端群内の巻線端同士を連結する結線部材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外径側巻線端群内の巻線端同士を連結する結線部材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結線部材を用いて接続された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２に係る回転電機における電機子巻線のＷ相コイルを構成する小コイル群の結線図である。 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結線方法を示す模式図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機における巻線アッセンブリの結線方法を示す模式図である。 この発明の実施の形態３に係る回転電機における３つの巻線体が電機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４に係る回転電機における３つの巻線体が電機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、本発明による回転電機の好適な実施の形態につき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電機子を示す斜視図、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電機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電機子の電機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体を示す側面図、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アッセンブリを構成する巻線体を正面斜め上方から見た斜視図である。

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、電機子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の外周面側に埋設されて周方向に設定されたピッチで配列され、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、永久磁石式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、電機子１０の構成について具体的に図３乃至図９を参照しつつ説明する。

電機子１０は、図３に示されるように、電機子鉄心１１と、電機子鉄心１１に装着された電機子巻線２０と、を備えている。ここで、説明の便宜上、回転子５の極数ｐを８、電機子鉄心１１のスロット数Ｓを４８個、電機子巻線２０を三相巻線とする。すなわち、スロット１３は、毎極毎相当たり２個の割合で電機子鉄心１１に形成されている。なお、毎極毎相当たりのスロット数ｑは２となる。

鉄心ブロック１２は、円環状の電機子鉄心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、設定された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設されたティース１２ｂと、を備えている。そして、電機子鉄心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。

電機子巻線２０は、図３に示されるように、電機子鉄心１１に装着された巻線アッセンブリ２１に設定された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、周方向に連続する６本のティース１２ｂの両側に位置するスロット１３の対に収納される巻線体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２２ｇが、それぞれ軸方向に延出して、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２２ｈが、それぞれ、軸方向に巻線端２２ｇと同じ方向に延出して、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。

巻線体２２は、図６乃至図９に示されるように、例えば、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、長方形断面の長辺で構成される平面が相対し、かつ相対する当該平面間に長方形断面の短辺長さに略等しい隙間ｄを確保して、略六角形で螺旋状に４回巻かれて構成された亀甲形コイルである。巻線体２２は、例えば、導体線をエッジワイズ巻きに螺旋状に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されて作製される。また、巻線体２２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。

巻線体２２は、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２２ａ，２２ｂと、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂ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２２ｃ，２２ｄと、を備えている。なお、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２２ｃは、一方の列の第１直線部２２ａの一端から設定された傾斜で他方の列の第２直線部２２ｂ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向外方に延出し、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間の中央部（第１頂部２２ｅ）で略直角に曲げられて第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの配列方向に隙間ｄだけ変位し、その後略直角に曲げられて設定された傾斜で他方の列の第２直線部２２ｂ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向内方に延出し、他方の列の第２直線部２２ｂの一端に接続されている。

同様に、第２コイルエンド２２ｄは、他方の列の第２直線部２２ｂの他端から設定された傾斜で一方の列の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向外方に延出し、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間の中央部（第２頂部２２ｆ）で略直角に曲げられて第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの配列方向に隙間ｄだけ変位し、その後略直角に曲げられて設定された傾斜で一方の列の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向内方に延出し、一方の列の第１直線部２２ａの他端に接続されている。

このように構成された巻線体２２においては、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂ、および第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄは、それぞれ、導体線の長方形断面の長辺で構成される平面を相対させ、導体線の長方形断面の短辺方向に、短辺長さの略２倍（２ｄ）のピッチで配列されている。また、第１頂部２２ｅおよび第２頂部２２ｆを介して接続された第１直線部２２ａと第２直線部２２ｂは、配列方向に隙間ｄだけずれている。また、巻線体２２は、一方の列の配列方向の一端に位置する第１直線部２２ａの他端から長さ方向に延出する巻線端２２ｇと、他方の列の配列方向の他端に位置する第２直線部２２ｂの他端から長さ方向に延出する巻線端２２ｈと、を備える。つまり、巻線端２２ｇ，２２ｈは、巻線体２２の他端側の対角位置から、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向に、かつ同じ方向に延出している。

つぎに、巻線アッセンブリ２１の組み立て方法について図１０乃至図１８を参照しつつ説明する。図１０乃至図１５はそれぞれ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組み立て方法を説明する斜視図、図１６乃至図１８はそれぞれ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組み立て方法における４８番目の巻線体を組み込む手順を説明する模式図である。

まず、導体線を螺旋状に４ターン巻回して巻線体２２を作製する。ここで、説明の便宜上、巻線体２２を組み付け順に巻線体２２₁、巻線体２２₂、巻線体２２₃、巻線体２２₄₇、巻線体２２₄₈とする。

そして、図１０に示されるように、１番目および２番目の巻線体２２₁，２２₂を軸方向高さ位置を揃えて周方向に隣接させる。ついで、図１１に示されるように、２番目の巻線体２２₂の第１直線部２２ａを、１番目の巻線体２２₁の隙間ｄを有する第２直線部２２ｂ間に差し込む。ついで、２番目の巻線体２２₂の第１直線部２２ａが、１番目の巻線体２２₁の第１直線部２２ａから１スロットピッチ（１スロット間の角度）離間した位置となるまで、２番目の巻線体２２₂を周方向に移動させる。これにより、２つの巻線体２２₁，２２₂が、図１２に示されるように、組み立てられる。２つの巻線体２２₁，２２₂の組立体は、巻線体２２₂の導体線が巻線体２２₁の導体線間の隙間に入り込み、径方向に重なり合い、剛性が高まる。

ついで、図１３に示されるように、３番目の巻線体２２₃を巻線体２２₁，２２₂の組立体に軸方向高さ位置を揃えて周方向に隣接させる。ついで、図１４に示されるように、３番目の巻線体２２₃の第１直線部２２ａを、巻線体２２₁，２２₂の第２直線部２２ｂ間に差し込む。ついで、３番目の巻線体２２₃の第１直線部２２ａが、２番目の巻線体２２₂の第１直線部２２ａから１スロットピッチ（１スロット間の角度）離間した位置となるまで、３番目の巻線体２２₃を周方向に移動させる。これにより、３つの巻線体２２₁，２２₂，２２₃からなるサブアッセンブリ２４が、図１５に示されるように、組み立てられる。

さらに、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番目の巻線体２２₄₇まで組み上げる。４７個の巻線体２２₁〜２２₄₇が組み上げられた組立体２３は、拡径されて、図１６に示されるように、１番目の巻線体２２₁と４７番目の巻線体２２₄₇との間を４８番目の巻線体２２₄₈の周方向幅より広げたＣ字状に成形される。
ついで、図１７に示されるように、４８番目の巻線体２２₄₈を４７番目の巻線体２２₄₇側に組み付ける。さらに、図１８に示されるように、Ｃ字状の組立体２３の開口を閉じ、１番目の巻線体２２₁と４８番目の巻線体２２₄₈とを組み付け、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、径方向に１列に並んだ８本の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが、１スロットピッチで周方向に４８列配列される。

つぎに、巻線アッセンブリ２１の電機子鉄心１１への装着方法について図１９乃至図２７を参照しつつ説明する。図１９乃至図２２はそれぞれ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電機子鉄心に装着する方法を説明する図であり、図１９および図２０は巻線アッセンブリの装着前の状態を示し、図２１は巻線アッセンブリの装着後の状態を示し、図２２は巻線アッセンブリの装着後の状態を拡大して示している。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２つの巻線体が１つのスロットを共有して電機子鉄心に装着された状態を軸方向一端側から見た要部端面図、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３つの巻線体が電機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、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つの巻線体が電機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径方向外方から見た展開図、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巻線体が周方向に１スロットピッチで８つ配列した状態を示す斜視図、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巻線体が周方向に１スロットピッチで８つ配列した状態を軸方向一端側から見た端面図である。なお、図２０乃至図２２は、便宜上、巻線アッセンブリ２１は第１および第２直線部２２ａ，２２ｂのみで表されている。また、図２４では、便宜上、コイルエンドを直線的に示している。

まず、４８個の鉄心ブロック１２が、図１９および図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２２ａ，２２ｂ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２２ａ，２２ｂの列間に挿入され、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て、鉄心ブロック１２の径方向内方への移動が阻止され、図２１および図２２に示されるように、巻線アッセンブリ２１が電機子鉄心１１に装着される。そして、各スロット１３内には、８本の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂ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る。

このように、周方向に配列された鉄心ブロック１２を内径側に移動させて、巻線アッセンブリ２１に挿入することで、径方向に不揃いに並んでいる第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが、隣り合う鉄心ブロック１２のティース１２ｂの間隔が狭まる動きにより整列される。さらに、径方向に整列された第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの相互間の隙間が、鉄心ブロック１２のコアバック部１２ａの内径側への移動により、縮小されて、なくなる。それにより、スロット１３内の導体線の占積率を向上させることができる。また、スロット１３内の導体線と鉄心ブロック１２とが接しており、通電時に発熱体となる巻線アッセンブリ２１から電機子鉄心１１への伝熱性能を向上させることができるため、巻線アッセンブリ２１の温度上昇を抑制し、電気抵抗の増加を抑制することができる。また、鉄心ブロック１２は隣り合うティース１２ｂ間の間隔が徐々に狭まるように挿入されるので、電機子巻線２０と鉄心ブロック１２との接触面での摺動が抑えられ、導体線の絶縁被膜の損傷を防止することができる。

巻線体２２が、第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄを第１および第２頂部２２ｅ，２２ｆで径方向に第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの径方向寸法に略等しい隙間ｄだけシフトするように構成されている。そこで、１つの巻線体２２を、他の１つの巻線体２２に、軸方向の高さ位置を合わせて、他の１つの巻線体２２側に周方向に移動させることで、干渉無く組み付けることができ、巻線アッセンブリ２１の組立性を向上することができる。

鉄心ブロック１２のティース１２ｂを巻線アッセンブリ２１の外周側から第１および第２直線部２２ａ，２２ｂ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２２ａ，２２ｂ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、巻線アッセンブリ２１は、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが１列に整列化された状態で、電機子鉄心１１に装着される。

このように電機子鉄心１１に装着された巻線アッセンブリ２１においては、２つの巻線体２２が、図２３乃至図２５に示されるように、１つのスロット１３を共有して、それぞれ、周方向に連続する６本のティース１２ｂの両側に位置するスロット１３の対に巻装されている。

そして、１つの巻線体２２に着目すれば、一方のスロット１３のスロット開口側から第１層の第１直線部２２ａから軸方向一端側に延出した第１コイルエンド２２ｃは、傾斜角度θで周方向に他方のスロット１３側に延び、第１頂部２２ｅで径方向外方に隙間ｄだけシフトされ、その後逆向きの傾斜角度θで周方向に他方のスロット１３側に延び、他方のスロット１３のスロット開口側から第２層の第２直線部２２ｂに連結されている。ついで、他方のスロット１３のスロット開口側から第２層の第２直線部２２ｂから軸方向他端側に延出した第２コイルエンド２２ｄは、傾斜角度θで周方向に一方のスロット１３側に延び、第２頂部２２ｆで径方向外方に隙間ｄだけシフトされ、その後逆向きの傾斜角度θで周方向に一方のスロット１３側に延び、一方のスロット１３のスロット開口側から第３層の第１直線部２２ａに連結されている。ここで、径方向とはスロット深さ方向に相当する。

このように、一方のスロット１３の第１層、第３層、第５層および第７層の第１直線部２２ａと他方のスロット１３の第２層、第４層、第６層および第８層の第２直線部２２ｂとが、それぞれ、第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄにより螺旋状に連結されている。第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの端部から第１および第２頂部２２ｅ，２２ｆに至る傾斜部は、軸方向から見て、略円弧状に形成されている。そして、２つの巻線体２２が共有するスロット１３には、２つの巻線体２２の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが、導体線の長方形断面の長辺を周方向に向けて、径方向に１列に交互に並んで、収納されている。

ここで、図２６および図２７は、８つの巻線体２２を周方向に１スロットピッチで配列した状態を抜粋して示している。巻線体２２の第１直線部２２ａから延出した第１コイルエンド２２ｃは、図２７中、左側の巻線体２２の第１直線部２２ａから延出した第１コイルエンド２２ｃの下方を通って周方向に延在し、第１頂部２２ｅに至る手前で出現し、第１頂部２２ｅで径方向外方に隙間ｄだけシフトして、左側の巻線体２２の第１コイルエンド２２ｃの上方を通って周方向に延在し、第２直線部２２ｂに接続される。

一方、巻線体２２の第２直線部２２ｂから延出した第２コイルエンド２２ｄは、図示されていないが、図２７の裏面側で、左側の巻線体２２の第２直線部２２ｂから延出した第２コイルエンド２２ｄの上方を通って周方向に延在し、第２頂部２２ｆで径方向外方に隙間ｄだけシフトして、左側の巻線体２２の第２コイルエンド２２ｄの下方を通って周方向に延在し、第１直線部２２ａに接続される。

８つの巻線体２２は、図２６および図２７に示されるように、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂを第１および第２頂部２２ｅ，２２ｆにより径方向に隙間ｄだけシフトさせているので、互いに干渉することなく、周方向に１スロットピッチで配列される。

つぎに、巻線アッセンブリ２１の結線方法について図２８乃至図３６を参照しつつ説明する。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電機子を軸方向他端側から見た端面図、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電機子巻線のＵ相コイルを構成する小コイル群の結線図、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電機子巻線のＵ相コイルを構成する小コイル群を示す斜視図、図３１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小コイル群の配列状態を示す斜視図、図３２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルの内径側巻線端群の結線図、図３３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルの外径側巻線端群の第１結線図、図３４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子巻線のＵ相コイルの外径側巻線端群の第２結線図、図３５はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子巻線の第１結線図、図３６はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子巻線の第２結線図である。なお、図２８中、１，７，１３・・・、４３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。

まず、図２８において、Ｕ１−１Ａ，Ｕ１−２Ａ・・・Ｕ１−８ＡおよびＵ１−１Ｂ，Ｕ１−２Ｂ・・・Ｕ１−８Ｂは、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Ｕ１相を構成する巻線体２２の巻線端であり、Ｕ２−１Ａ，Ｕ２−２Ａ・・・Ｕ２−８ＡおよびＵ２−１Ｂ，Ｕ２−２Ｂ・・・Ｕ２−８Ｂはスロット番号（２＋６ｎ）のスロット１３の群に装着されたＵ２相を構成する巻線体２２の巻線端である。

また、巻線体２２がスロット番号（３＋６ｎ）のスロット群に装着され、Ｖ１相を構成し、巻線体２２がスロット番号（４＋６ｎ）のスロット群に装着され、Ｖ２相を構成する。巻線体２２がスロット番号（５＋６ｎ）のスロット群に装着され、Ｗ１相を構成し、巻線体２２がスロット番号（６＋６ｎ）のスロット群に装着され、Ｗ２相を構成する。ここでは、説明の便宜上、Ｖ１−１Ａ，Ｖ１−２Ａ，Ｖ１−１Ｂ，Ｖ１−２Ｂ（Ｖ１相を構成する巻線体２２の巻線端）、Ｖ２−１Ａ，Ｖ２−２Ａ，Ｖ２−１Ｂ，Ｖ２−２Ｂ（Ｖ２相を構成する巻線体２２の巻線端）、Ｗ１−１Ａ，Ｗ１−２Ａ，Ｗ１−１Ｂ，Ｗ１−２Ｂ（Ｗ１相を構成する巻線体２２の巻線端）、Ｗ２−１Ａ，Ｗ２−２Ａ，Ｗ２−１Ｂ，Ｗ２−２Ｂ（Ｗ２相を構成する巻線体２２の巻線端）のみを示している。

つぎに、図２９に基づいて、Ｕ相コイルを構成する第１乃至第４小コイル群Ｕ１０１，Ｕ１０２，Ｕ２０１，Ｕ２０２の結線方法を説明する。

電気角で３６０°離れた巻線体２２のＵ１−１ＢとＵ１−３Ａ、Ｕ１−３ＢとＵ１−５Ａ、Ｕ１−５ＢとＵ１−７Ａを接続し、第１小コイル群Ｕ１０１を作製する。同様に、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＵ１−２ＢとＵ１−４Ａ、Ｕ１−４ＢとＵ１−６Ａ、Ｕ１−６ＢとＵ１−８Ａを接続し、第２小コイル群Ｕ１０２を作製する。同様に、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＵ２−１ＢとＵ２−３Ａ、Ｕ２−３ＢとＵ２−５Ａ、Ｕ２−５ＢとＵ２−７Ａを接続し、第３小コイル群Ｕ２０１を作製する。同様に、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＵ２−２ＢとＵ２−４Ａ、Ｕ２−４ＢとＵ２−６Ａ、Ｕ２−６ＢとＵ２−８Ａを接続し、第４小コイル群Ｕ２０２を作製する。

第１小コイル群Ｕ１０１は、図３０に示されるように、周方向に電気角で３６０°離れて配列された４つの巻線体２２を、周方向の配列順に直列に接続して構成される。そこで、接続される巻線体２２の巻線端２２ｇ，２２ｈ間の距離が短くなり、巻線端２２ｇを延ばして渡り部として利用し、巻線体２２同士を接続することができる。第２乃至第４小コイル群Ｕ１０２，Ｕ２０１，Ｕ２０２においても、周方向に電気角で３６０°離れて配列された４つの巻線体２２を、周方向の配列順に直列に接続して構成される。第１乃至第４小コイル群Ｕ１０１，Ｕ１０２，Ｕ２０１，Ｕ２０２は、それぞれ、電機子鉄心１１に周方向に約１周（機械角で３６０°）するように巻装された周回コイルである。図示していないが、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルも、同様に、構成される。

図３１は、図２８の端面図に示されるように並べられた巻線体２２を図２９における小コイル群の結線図に基づいて接続して構成された巻線アッセンブリ２１の斜視図である。１２個の小コイル群の巻線端２２ｇが、それぞれ、巻線アッセンブリ２１の内径側から軸方向に延出して周方向に配列し、内径側巻線端群７００を構成している。また、１２個の小コイル群の巻線端２２ｈが、それぞれ、巻線アッセンブリ２１の外径側から軸方向に延出して周方向に配列し、外径側巻線端群８００を構成している。

ここで、この実施の形態１では、毎極毎相当たりのスロット数ｑが２、極数ｐが８、１つのスロット１３に収納されている巻線体２２の本数ｙが２であるので、１相当たりの小コイル群の数（ｙ×ｑ）が４となり、各小コイル群を構成する直列接続される巻線体２２の数（ｐ／２）が４となる。

この実施の形態１によれば、各相コイルを構成する小コイル群が、それぞれ、周方向に電気角で３６０°離れて配列された４つの巻線体２２を、周方向の配列順に直列に接続して構成されているので、巻線体２２間を接続する渡り部同士が軸方向に重なることがない。そこで、コイルエンドの軸方向寸法の拡大が抑制され、回転電機１００の小型化が実現される。また、巻線体２２間を接続する渡り部の長さが短くなるので、電機子巻線２０を構成する各相コイルの低抵抗化および低銅損化が図られ、回転電機１００の高効率化および軽量化が実現される。

つぎに、図３２乃至図３６に基づいて、電機子巻線２０の結線方法について説明する。

まず、Ｕ相コイルを構成する第１乃至第４小コイル群Ｕ１０１，Ｕ１０２，Ｕ２０１，Ｕ２０２における内径側巻線端群７００の結線方法について図３２を用いて説明する。

第１小コイル群Ｕ１０１の内径側巻線端であるＵ１−７Ｂと第４小コイル群Ｕ２０２の内径側巻線端であるＵ２−８Ｂが渡り線７１１により接続され、第１小コイル群Ｕ１０１と第４小コイル群Ｕ２０２が直列に接続される。ついで、第２小コイル群Ｕ１０２の内径側巻線端であるＵ１−８Ｂと第３小コイル群Ｕ２０１の内径側巻線端であるＵ２−７Ｂが渡り線７２１により接続され、第２小コイル群Ｕ１０２と第３小コイル群Ｕ２０１が直列に接続される。さらに、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルが渡り線７１２，７１３，７２２，７２３を用いて同様に結線される。これにより、内径側巻線端群７００の全ての巻線端の結線が内径側巻線端群７００内の巻線端同士の結線で完結される。

第１および第２小コイル群Ｕ１０１，Ｕ１０２と第３および第４小コイル群Ｕ２０１，Ｕ２０２は、電気角で３０°ずれたスロット１３に収納されている。そこで、第３および第４小コイル群Ｕ２０１，Ｕ２０２には、第１および第２小コイル群Ｕ１０１，Ｕ１０２と比べ、電気角で３０°位相のずれた、回転子５からの逆起電力が発生する。そのため、Ｕ１−７ＢとＵ１−８Ｂとを接続して第１および第２小コイル群Ｕ１０１，Ｕ１０２を直列に接続し、Ｕ２−７ＢとＵ２−８Ｂとを接続して第３および第４小コイル群Ｕ２０１，Ｕ２０２を直列に接続し、さらに、Ｕ１−１ＡとＵ２−１Ａとを接続し、Ｕ１−２ＡとＵ２−２Ａとを接続して、並列回路を構成すると、逆起電力の位相差によって電流が発生する。この電流が効率の悪化の原因となる。この実施の形態１では、電気角でπ＋３０°ずれたスロット１３に収納されている小コイル群同士を直列に接続しているので、位相差に起因する電流の発生が抑制される。

ここで、図示していないが、毎極毎相当たりのスロット数ｑが３の場合、例えばＵ相コイルが収納される３つのスロット群は、互いに電気角で２０°（＝π×ｐ／Ｓ）ずれている。そこで、電気角でπ±２０°ずれたスロット１３に収納されている小コイル群を直列に接続、あるいは電気角でπ±４０°ずれたスロット１３に収納されている小コイル群を直列に接続すれば、位相差に起因する電流の発生を抑制できる。このように、位相差に起因する電流の発生を抑制するためには、電気角でπ±（π×ｐ／Ｓ）×ｌ（但し、ｌは０＜ｌ≦ｑ−１を満足する自然数）だけずれたスロット１３に収納されている小コイル群を直列に接続すればよい。

つぎに、Ｕ相コイルを構成する第１乃至第４小コイル群Ｕ１０１，Ｕ１０２，Ｕ２０１，Ｕ２０２における外径側巻線端群８００の結線方法を図３３および図３４を用いて説明する。

図３３に示されるように、第１小コイル群Ｕ１０１の外径側巻線端であるＵ１−１Ａと第３小コイル群Ｕ２０１の外径側巻線端であるＵ２−１Ａが渡り線８１１により接続され、第２小コイル群Ｕ１０２の外径側巻線端であるＵ１−２Ａと第４小コイル群Ｕ２０２の外径側巻線端であるＵ２−２Ａが渡り線８２１により接続される。これにより、それぞれ８個の巻線体２２を直列に接続したコイルを並列に接続して並列回路に構成されたＵ相コイルが得られる。さらに、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルが渡り線８１２，８１３，８２２，８２３を用いて同様に結線され、外径側巻線端群８００の全ての巻線端の結線が外径側巻線端群８００内の巻線端同士の結線で完結される。

また、図３４に示されるように、第３小コイル群Ｕ２０１の外径側巻線端であるＵ２−１Ａと第４小コイル群Ｕ２０２の外径側巻線端であるＵ２−２Ａが渡り線８１１により接続され、１６個の巻線体２２を直列に接続して直列回路に構成されたＵ相コイルが得られる。さらに、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルが同様に結線され、外径側巻線端群８００の全ての巻線端の結線が外径側巻線端群８００内の巻線端同士の結線で完結される。

このように、内径側巻線端群７００内の巻線端同士の結線を変えることなく、外径側巻線端群８００内の同一相コイルの巻線端同士の結線を変えるだけで、各相コイルの回路を並列又は直列に変えることができるので、電機子巻線２０の仕様変更に簡易に対応することができる。そこで、結線の変更が複雑となることに起因する部品数の増加、および製造コストの高騰を抑制することができる。

つぎに、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルの結線方法を図３５および図３６を用いて説明する。

図３５に示されるように、並列回路に構成されたＵ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルの渡り線８２１，８２２，８２３を中性点８６に結線し、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルの渡り線８１１，８１２，８１３を給電部とすることにより、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルをＹ結線した分布巻きの電機子巻線２０が得られる。

また、図３６に示されるように、Ｕ相コイルの渡り線８２１とＶ相コイルの渡り線８１２とを結線し、Ｖ相コイルの渡り線８２２とＷ相コイルの渡り線８１３とを結線し、Ｗ相コイルの渡り線８２３とＵ相コイルの渡り線８１１とを結線して、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルをΔ結線した分布巻きの電機子巻線２０が得られる。

このように結線された電機子巻線２０を用いた回転電機１００は、電機子巻線２０に設定された交流電力を給電することで、８極、４８スロットのインナーロータ型の３相モータとして動作する。

このように、内径側巻線端群７００内の巻線端同士の結線を変えることなく、外径側巻線端群８００内の異なる相コイルの巻線端同士の結線を変えるだけで、相コイルの結線をＹ結線又はΔ結線に変えることができるので、電機子巻線２０の仕様変更に簡易に対応することができる。そこで、結線の変更が複雑となることに起因する部品数の増加、および製造コストの高騰を抑制することができる。

内径側巻線端群７００の全ての巻線端の結線が内径側巻線端群７００内の巻線端同士の結線で完結され、かつ外径側巻線端群８００の全ての巻線端の結線が外径側巻線端群８００内の巻線端同士の結線で完結されるので、小コイル群間を結線する渡り線は、外径側から内径側に、あるいは内径側から外径側に引き回されることなく、周方向に延線される。そこで、電機子巻線２０の軸方向寸法の拡大が抑えられ、回転電機１００の小型化が図られる。

つぎに、１６個の巻線体２２を直列に接続して直列回路に構成されたＵ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルをＹ結線する場合について説明する。図３７はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における内径側巻線端群内の巻線端同士を連結する結線部材を示す斜視図、図３８はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における外径側巻線端群内の巻線端同士を連結する結線部材を示す斜視図、図３９はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における結線部材を用いて接続された巻線アッセンブリを示す斜視図である。

内径側巻線端群７００内の巻線端同士を結線する渡り線７１１，７１２，７１３，７２１，７２２，７２３は、例えば、銅などの導体板をプレス成形して作製され、図３７に示されるように、円弧状の基部７１１ａ，７１２ａ，７１３ａ，７２１ａ，７２２ａ，７２３ａと、基部７１１ａ，７１２ａ，７１３ａ，７２１ａ，７２２ａ，７２３ａの両端から内径側に延設されたＬ字状の接続端子７１１ｂ，７１２ｂ，７１３ｂ，７２１ｂ，７２２ｂ，７２３ｂと、を備えている。

外径側巻線端群８００内の巻線端同士を結線する渡り線８１１，８１２，８１３は、例えば、銅などの導体板をプレス成形して作製され、図３８に示されるように、円弧状の基部８１１ａ，８１２ａ，８１３ａと、基部８１１ａ，８１２ａ，８１３ａの両端から外径側に延設されたＬ字状の接続端子８１１ｂ，８１２ｂ，８１３ｂと、を備えている。さらに、中性点渡り線８５は、例えば、銅などの導体板をプレス成形して作製され、図３８に示されるように、円弧状の基部８５ａと、基部８５ａに突設された接続端子８５ｂと、を備えている。

そして、渡り線７１１の基部７１１ａが巻線アッセンブリ２１のコイルエンドの軸方向外方に配置され、接続端子７１１ｂがＵ１−７Ｂ，Ｕ２−８Ｂに接合される。渡り線７１２の基部７１２ａが巻線アッセンブリ２１のコイルエンドの軸方向外方に配置され、接続端子７１２ｂがＶ１−７Ｂ，Ｖ２−８Ｂに接合される。渡り線７１３の基部７１３ａが巻線アッセンブリ２１のコイルエンドの軸方向外方に配置され、接続端子７１３ｂがＷ１−７Ｂ，Ｗ２−８Ｂに接合される。さらに、渡り線７２１の基部７２１ａが巻線アッセンブリ２１のコイルエンドの軸方向外方に配置され、接続端子７２１ｂがＵ２−７Ｂ，Ｕ１−８Ｂに接合される。渡り線７２２の基部７２２ａが巻線アッセンブリ２１のコイルエンドの軸方向外方に配置され、接続端子７２２ｂがＶ２−７Ｂ，Ｖ１−８Ｂに接合される。渡り線７２３の基部７２３ａが巻線アッセンブリ２１のコイルエンドの軸方向外方に配置され、接続端子７２３ｂがＷ２−７Ｂ，Ｗ１−８Ｂに接合される。これにより、内径側巻線端群７００内の巻線端同士の結線が完結する。

ついで、渡り線８１１の基部８１１ａが巻線アッセンブリ２１のコイルエンドの軸方向外方に配置され、接続端子８１１ｂがＵ２−１Ａ，Ｕ２−２Ａに接合される。渡り線８１２の基部８１２ａが巻線アッセンブリ２１のコイルエンドの軸方向外方に配置され、接続端子８１２ｂがＶ２−１Ａ，Ｖ２−２Ａに接合される。渡り線８１３の基部８１３ａが巻線アッセンブリ２１のコイルエンドの軸方向外方に配置され、接続端子８１３ｂがＷ２−１Ａ，Ｗ２−２Ａに接合される。さらに、中性点渡り線８５の基部８５ａが巻線アッセンブリ２１のコイルエンドの軸方向外方に配置され、接続端子８５ｂがＵ１−２Ａ，Ｖ１−２Ａ，Ｗ１−２Ａに接合される。これにより、外径側巻線端群８００内の巻線端同士の結線が完結する。

巻線アッセンブリ２１は、図３９に示されるように、渡り線７１１，７１２，７１３，７２１，７２２，７２３，８１１，８１２，８１３および中性点渡り線８５により結線され、それぞれ直列回路に構成されたＵ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルがＹ結線された電機子巻線２０を構成する。

このように、内径側巻線端群７００の全ての巻線端の結線が内径側巻線端群７００内の巻線端同士の結線で完結され、かつ外径側巻線端群８００の全ての巻線端の結線が外径側巻線端群８００内の巻線端同士の結線で完結されるので、渡り線７１１，７１２，７１３，７２１，７２２，７２３，８１１，８１２，８１３および中性点渡り線８５としてプレス成形された結線部材を用いて、巻線アッセンブリ２１を簡易に結線できる。

なお、上記実施の形態１では、外径側巻線端群８００内の巻線端を給電部とするものとして説明しているが、内径側巻線端群７００内の巻線端を給電部としてもよいことはいうまでもないことである。
また、上記実施の形態１では、巻線体２２の第１および第２巻線端２２ｇ，２２ｈの溶接部間の絶縁について、何ら記載していないが、例えば溶接部に電気絶縁性樹脂を塗布すればよい。

また、上記実施の形態１では、１本のティース１２ｂが円弧状のコアバック部１２ａに突設された、円環状の電機子鉄心１１を４８等分割した鉄心ブロック１２を用いるものとしているが、２個の鉄心ブロック１２が一体に作製された、すなわち２本のティースが円弧状のコアバック部から突設された鉄心ブロックを用いてもよい。この場合、鉄心ブロックの個数が半減するので、電機子１０の組立作業性が高められる。

実施の形態２．
図４０はこの発明の実施の形態２に係る回転電機における電機子巻線のＷ相コイルを構成する小コイル群の結線図である。

まず、図４０に基づいて、Ｗ相コイルを構成する第１乃至第４小コイル群Ｗ１０１，Ｗ１０２，Ｗ２０１，Ｗ２０２の結線方法を説明する。

電気角で３６０°離れた巻線体２２のＷ１−１ＢとＷ１−３Ａ、Ｗ１−３ＢとＷ１−５Ａ、Ｗ１−５ＢとＷ１−７Ａを接続し、第１小コイル群Ｗ１０１を作製する。同様に、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＷ１−８ＢとＷ１−２Ａ、Ｗ１−２ＢとＷ１−４Ａ、Ｗ１−４ＢとＷ１−６Ａを接続し、第２小コイル群Ｗ１０２を作製する。同様に、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＷ２−１ＢとＷ２−３Ａ、Ｗ２−３ＢとＷ２−５Ａ、Ｗ２−５ＢとＷ２−７Ａを接続し、第３小コイル群Ｗ２０１を作製する。同様に、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＷ２−８ＢとＷ２−２Ａ、Ｗ２−２ＢとＷ２−４Ａ、Ｗ２−４ＢとＷ２−６Ａを接続し、第４小コイル群Ｗ２０２を作製する。図示していないが、Ｖ相コイルおよびＵ相コイルは、上記実施の形態１と同様に構成される。

ついで、第１小コイル群Ｗ１０１の内径側巻線端であるＷ１−７Ｂと第４小コイル群Ｗ２０２の内径側巻線端であるＷ２−６Ｂが渡り線７１３により接続され、第１小コイル群Ｗ１０１と第４小コイル群Ｗ２０２が直列に接続される。第２小コイル群Ｗ１０２の内径側巻線端であるＷ１−６Ｂと第３小コイル群Ｗ２０１の内径側巻線端であるＷ２−７Ｂが渡り線７２３により接続され、第２小コイル群Ｗ１０２と第３小コイル群Ｗ２０１が直列に接続される。図示していないが、Ｖ相コイルおよびＵ相コイルが、渡り線７１１，７１２，７２１，７２２を用いて、上記実施の形態１と同様に結線される。これにより、内径側巻線端群７００の全ての巻線端の結線が内径側巻線端群７００内の巻線端同士の結線で完結される。

ついで、第１小コイル群Ｗ１０１の外径側巻線端であるＷ１−１Ａと第２小コイル群Ｗ１０２の外径側巻線端であるＷ１−８Ａが渡り線８１３により接続され、第３小コイル群Ｗ２０１の外径側巻線端であるＷ２−１Ａと第４小コイル群Ｗ２０２の外径側巻線端であるＷ２−８Ａが渡り線８２３により接続される。これにより、それぞれ８個の巻線体２２を直列に接続したコイルを並列に接続して並列回路に構成されたＷ相コイルが得られる。図示していないが、Ｕ相コイルおよびＶ相コイルが渡り線８１１，８１２，８２１，８２２を用いて、上記実施の形態１と同様に結線され、外径側巻線端群８００の全ての巻線端の結線が外径側巻線端群８００内の巻線端同士の結線で完結される。

つぎに、この実施の形態２による結線方法の効果について図４１および図４２を用いて説明する。図４１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結線方法を示す模式図、図４２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アッセンブリの結線方法を示す模式図である。

図４１は実施の形態１による並列回路の相コイルをＹ結線した巻線アッセンブリの模式図であり、図中、内径側巻線端群７００の巻線端間の渡り線７１１，７１２，７１３，７２１，７２２，７２３に付された矢印は給電部から中性点に向かう方向を示している。この結線方法では、Ｗ相コイルの内径側巻線端間を結線する渡り線７１３，７２３が、Ｕ１−７ＢとＵ２−８Ｂを結線する渡り線７１１、Ｕ１−８ＢとＵ２−７Ｂを結線する渡り線７２１、Ｖ１−７ＢとＶ２−８Ｂを結線する渡り線７１２およびＶ１−８ＢとＶ２−７Ｂを結線する渡り線７２２を跨ぐ構造となり、内径側巻線端群７００が周方向に分散してしまう。

この実施の形態２による結線方法では、図４２に示されるように、Ｗ相コイルの内径側巻線端間の渡り線７１３，７２３における給電部から中性点に向かう方向が、巻線アッセンブリ２１の周方向に関し、Ｕ相コイルおよびＶ相コイルの内径側巻線端間の渡り線７１１，７１２，７２１，７２２における給電部から中性点に向かう方向と逆向きとなっている。これにより、内径側巻線端群７００を構成する巻線端が周方向に連続して配列し、内径側巻線端群７００の占める周方向角度範囲が狭くなり、回転電機の小型化が図られる。

また、この実施の形態２による結線方法では、図４２に示されるように、給電部となる外径側巻線端群８００を構成する巻線端も、内径側巻線端群７００を構成する巻線端と同様に、周方向に連続して配列されており、巻線アッセンブリ２１が図４２に破線９０で示される箇所で分離可能となる。そこで、結線された巻線アッセンブリ２１をＣ字状に広げることが可能となる。つまり、図１０乃至図１８に示された巻線アッセンブリ２１の組み立て途中で、巻線体２２の巻線端同士の接合が可能となる。これにより、ばらばらであった巻線体２２を接合することで、巻線体２２のハンドリングが容易となる。さらに、複数個の巻線体２２を接合一体化することで、巻線体２２が安定し、巻線アッセンブリ２１の組立性が高められる。

ここで、上記実施の形態２では、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルをＹ結線して３相交流巻線を構成するものとしているが、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルをΔ結線して３相交流巻線を構成してもよい。つまり、図４２において、渡り線８２３，８１１を連結し、渡り線８２１，８１２を連結し、渡り線８２２，８１３を連結することにより、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルをΔ結線して３相交流巻線を構成してもよい。この場合も、渡り線７１３，７２３におけるＷ相コイル両端の渡り線８２２，８１３の連結部（第１給電部）から渡り線８２３，８１１の連結部（第２給電部）に向かう方向が、巻線アッセンブリ２１の周方向に関し、渡り線７１１，７２１におけるＵ相コイル両端の渡り線８２３，８１１の連結部（第２給電部）から渡り線８２１，８１２の連結部（第３給電部）に向かう方向および渡り線７１２，７２２におけるＶ相コイル両端の渡り線８２１，８１２の連結部（第３給電部）から渡り線８２２，８１３の連結部（第１給電部）に向かう方向と逆方向となっている。そして、内径側巻線端群７００および外径側巻線端群８００を構成する巻線端は、それぞれ、周方向に連続して配列され、巻線アッセンブリが周方向に分離可能となっている。したがって、実施の形態２において、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルをΔ結線して３相交流巻線を構成しても、同様の効果が得られる。

実施の形態３．
図４３はこの発明の実施の形態３に係る回転電機における３つの巻線体が電機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４３では、便宜上、コイルエンドを直線的に示している。

図４３において、巻線体２２Ａ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２層、第５層および第６層に収納された４本の第１直線部２２ａと、連続する６本のティース１２ｂの他側のスロット１３の第３層、第４層、第７層および第８層に収納された４本の第２直線部２２ｂと、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂ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２２ｃ，２２ｄと、を備えている。

４本の第１コイルエンド２２ｃは、一方のスロット１３の第１層、第２層、第５層および第６層の第１直線部２２ａの一端から設定された傾斜角度で他方の列の第２直線部２２ｂ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向外方に延出し、それぞれ、第１頂部２２ｅ（図示せず）で略直角に曲げられて径方向外方（スロット深さ方向の底部側）に距離２ｄだけ変位し、その後略直角に曲げられて設定された傾斜角度で他方のスロット１３の第２直線部２２ｂ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向内方に延出し、他方のスロット１３の第３層、第４層、第７層および第８層の第２直線部２２ｂの一端に接続されている。

２本の第２コイルエンド２２ｄは、他方のスロット１３の第３層および第７層の第２直線部２２ｂの他端から設定された傾斜角度で一方のスロット１３の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向外方に延出し、第２頂部２２ｆ（図示せず）で略直角に曲げられて径方向内方（スロット深さ方向の開口側）に隙間ｄだけ変位し、その後略直角に曲げられて設定された傾斜角度で一方のスロット１３の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向内方に延出し、一方のスロット１３の第２層および第６層の第１直線部２２ａの他端に接続されている。

１本の第２コイルエンド２２ｄは、他方のスロット１３の第４の第２直線部２２ｂの他端から設定された傾斜角度で一方のスロット１３の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向外方に延出し、第２頂部２２ｆ（図示せず）で略直角に曲げられて径方向外方に隙間ｄだけ変位し、その後略直角に曲げられて設定された傾斜角度で一方のスロット１３の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向内方に延出し、一方のスロット１３の第５層の第１直線部２２ａの他端に接続されている。

このように構成された巻線体２２Ａにおいては、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂ、および第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄは、それぞれ、導体線の長方形断面の長辺で構成される平面を相対させ、導体線の長方形断面の短辺方向に、１列に配列されている。そして、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂは、径方向に関し、連結する第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄの第１および第２頂部２２ｅ，２２ｆでの径方向の変位量だけ変位している。つまり、第１直線部２２ａは、一方のスロット１３内の第１層、第２層、第５層および第６層に収納され、第２直線部２２ｂは他方のスロット１３内の第３層、第４層、第７層および第８層に収納されている。

また、各スロット１３には、一方の巻線体２２Ａの第１直線部２２ａと他方の巻線体２２Ａの第２直線部２２ｂが径方向（スロット深さ方向に）に１列に並んで収納されている。そして、一方の巻線体２２Ａの第１直線部２２ａが第１層、第２層、第５層および第６層に収納され、他方の巻線体２２Ａの第２直線部２２ｂが第３層、第４層、第７層および第８層に収納されている。

このように、巻線体２２Ａは、互いに干渉することなく、周方向に１スロットピッチで配列される。また、巻線体２２Ａの巻線端２２ｇ，２２ｈは、巻線体２２Ａの他端側の対角位置から、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向に、かつ同じ方向に延出している。したがって、巻線体２２に替えて巻線体２２Ａを用いて巻線アッセンブリを作製し、上記実施の形態１と同様に、内径側巻線端群内の巻線端同士を連結し、および外径側巻線端群内の巻線端同士を連結するようにすれば、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。

実施の形態４．
図４４はこの発明の実施の形態４に係る回転電機における３つの巻線体が電機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４４では、便宜上、コイルエンドを直線的に示している。

図４４において、巻線体２２Ｂ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２層、第５層および第７層に収納された４本の第１直線部２２ａと、連続する６本のティース１２ｂの他側のスロット１３の第３層、第４層、第６層および第８層に収納された４本の第２直線部２２ｂと、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂ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２２ｃ，２２ｄと、を備えている。

２本の第１コイルエンド２２ｃは、一方のスロット１３の第１層および第２層の第１直線部２２ａの一端から設定された傾斜で他方の列の第２直線部２２ｂ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向外方に延出し、それぞれ、第１頂部２２ｅ（図示せず）で略直角に曲げられて径方向外方（スロット深さ方向の底部側）に距離２ｄだけ変位し、その後略直角に曲げられて設定された傾斜で他方のスロット１３の第２直線部２２ｂ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向内方に延出し、他方のスロット１３の第３層および第４層の第２直線部２２ｂの一端に接続されている。

他の２本の第１コイルエンド２２ｃは、一方のスロット１３の第５層および第７層の第１直線部２２ａの一端から設定された傾斜で他方の列の第２直線部２２ｂ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向外方に延出し、それぞれ、第１頂部２２ｅ（図示せず）で略直角に曲げられて径方向外方（スロット深さ方向の底部側）に隙間ｄだけ変位し、その後略直角に曲げられて設定された傾斜で他方のスロット１３の第２直線部２２ｂ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向内方に延出し、他方のスロット１３の第６層および第８の第２直線部２２ｂの一端に接続されている。

１本の第２コイルエンド２２ｄは、他方のスロット１３の第３層の第２直線部２２ｂの他端から設定された傾斜で一方のスロット１３の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向外方に延出し、第２頂部２２ｆ（図示せず）で略直角に曲げられて径方向内方（スロット深さ方向の開口側）に隙間ｄだけ変位し、その後略直角に曲げられて設定された傾斜で一方のスロット１３の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向内方に延出し、一方のスロット１３の第２層の第１直線部２２ａの他端に接続されている。

他の２本の第２コイルエンド２２ｄは、他方のスロット１３の第４層および６層の第２直線部２２ｂの他端から設定された傾斜で一方のスロット１３の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向外方に延出し、第２頂部２２ｆ（図示せず）で略直角に曲げられて径方向外方に隙間ｄだけ変位し、その後略直角に曲げられて設定された傾斜で一方のスロット１３の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向内方に延出し、一方のスロット１３の第５層および第７層の第１直線部２２ａの他端に接続されている。

このように構成された巻線体２２Ｂにおいては、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂ、および第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄは、それぞれ、導体線の長方形断面の長辺で構成される平面を相対させ、導体線の長方形断面の短辺方向に、１列に配列されている。そして、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂは、径方向に関し、連結する第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄの第１および第２頂部２２ｅ，２２ｆでの径方向の変位量だけ変位している。つまり、第１直線部２２ａは、一方のスロット１３内の第１層、第２層、第５層および第７層に収納され、第２直線部２２ｂは他方のスロット１３内の第３層、第４層、第６層および第８層に収納されている。

また、各スロット１３には、一方の巻線体２２Ｂの第１直線部２２ａと他方の巻線体２２Ｂの第２直線部２２ｂが径方向（スロット深さ方向に）に１列に並んで収納されている。そして、一方の巻線体２２Ｂの第１直線部２２ａが第１層、第２層、第５層および第７層に収納され、他方の巻線体２２Ｂの第２直線部２２ｂが第３層、第４層、第６層および第８層に収納されている。

このように、巻線体２２Ｂは、互いに干渉することなく、周方向に１スロットピッチで配列される。また、巻線体２２Ｂの巻線端２２ｇ，２２ｈは、巻線体２２Ｂの他端側の対角位置から、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向に、かつ同じ方向に延出している。したがって、巻線体２２に替えて巻線体２２Ｂを用いて巻線アッセンブリを作製し、上記実施の形態１と同様に、内径側巻線端群内の巻線端同士を連結し、および外径側巻線端群内の巻線端同士を連結するようにすれば、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。

なお、上記各実施の形態では、巻線体２２が接続部のない連続した導体線を螺旋状に巻回して構成されているのとしているが、巻線体は、例えば短尺の導体を連結して作製された導体線を螺旋状に巻回して構成されてもよい。
また、上記各実施の形態では、インナーロータ型の電動機ついて説明しているが、本発明をアウターロータ型の電動機に適用しても、同様の効果を奏する。
また、上記各実施の形態では、本願を電動機に適用した場合について説明しているが、本願を発電機に適用しても、同様の効果を奏する。

また、上記各実施の形態では、絶縁被覆された導体線を用いて巻線体を作製するものとしているが、絶縁被覆されていない導体線を用いて作製された巻線体に絶縁被覆処理を施してもよい。
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、上記各実施の形態では、巻線体が導体線を螺旋状に４ターン巻回して構成されているものとしているが、導体線のターン数は４回に限定されず、２回以上であればよい。

Claims (6)

1. 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し、スロットが上記電機子鉄心に毎極毎相当たりｑ(但し、ｑは２以上の自然数）の割合で形成された回転電機において、
   上記電機子巻線は、それぞれ、螺旋状にｍ回（但し、ｍは２以上の自然数）巻回されている導体線により構成され、各列にｍ本並んで２列に配列された直線部、および列間で該直線部の端部間を連結するコイルエンドを有し、該導体線の一方の巻線端が一方の列の直線部配列方向の一端に位置する該直線部の長さ方向一側に延出し、該導体線の他方の巻線端が他方の列の直線部配列方向の他端に位置する該直線部の長さ方向一側に延出している複数の巻線体を備え、
   上記複数の巻線体は、それぞれ、２列に配列された上記直線部の各列を上記電機子鉄心の周方向に連続する複数本のティースの両側に位置するスロット対のそれぞれに収納して、周方向に１スロットピッチで配列され、上記一方の巻線端が上記スロットのスロット深さ方向の最浅部から延出して周方向に１スロットピッチで配列され、かつ上記他方の巻線端が上記スロットのスロット深さ方向の最深部から延出して周方向に１スロットピッチで配列され、
   上記電機子巻線を構成する相コイルのそれぞれは、電気角で３６０°離れたスロット対に収納されている上記巻線体が、周方向の配列順に、上記一方の巻線端と上記他方の巻線端とを連結して直列に接続されている、周方向に１周する（２×ｑ）本の小コイル群を備え、
   上記小コイル群の一方の端部を構成する上記一方の巻線端が上記スロットのスロット深さ方向の最浅部から延出して周方向に配列して内径側巻線端群を構成し、かつ上記小コイル群の他方の端部を構成する上記他方の巻線端が上記スロットのスロット深さ方向の最深部から延出して周方向に配列して外径側巻線端群を構成し、
   上記相コイルを構成する上記小コイル群間、および上記相コイル間が、上記内径側巻線端群内の巻線端同士を結線し、かつ上記外径側巻線端群内の巻線端同士を結線することにより、接続されるように構成されていることを特徴とする回転電機。
2. 上記内径側巻線端群内の巻線端同士、又は上記外径側巻線端群内の巻線端同士を連結して接続される２つの上記小コイル群は、電気角でπ±（π×ｐ／Ｓ）×ｌ（但し、Ｓはスロット数、ｐは極数、ｌは０＜ｌ≦ｑ−１を満足する自然数）離れていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
3. 上記電機子巻線が三相の相コイルをＹ結線して構成される三相交流巻線であり、１つの相コイルにおける２つの上記小コイル群を接続する上記内径側巻線端群内の巻線端同士、又は上記外径側巻線端群内の巻線端同士の連結部における給電部から中性点に向かう方向が、上記電機子巻線の周方向に関し、他の相コイルにおける２つの上記小コイル群を接続する上記内径側巻線端群内の巻線端同士の連結部、又は上記外径側巻線端群内の巻線端同士の連結部における給電部から中性点に向かう方向と逆であり、
   上記内径側巻線端群内の巻線端、又は上記外径側巻線端群内の巻線端が、周方向に連続して配列されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転電機。
4. 上記電機子巻線が三相の相コイルをΔ結線して構成される三相交流巻線であり、１つの相コイルにおける２つの上記小コイル群を接続する上記内径側巻線端群内の巻線端同士、又は上記外径側巻線端群内の巻線端同士の連結部におけるΔ結線の環状に配列された給電部の一方の配列方向が、上記電機子巻線の周方向に関し、他の相コイルにおける２つの上記小コイル群を接続する上記内径側巻線端群内の巻線端同士の連結部、又は上記外径側巻線端群内の巻線端同士の連結部におけるΔ結線の環状に配列された給電部の一方の配列方向と逆であり、
   上記内径側巻線端群内の巻線端、又は上記外径側巻線端群内の巻線端が、周方向に連続して配列されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転電機。
5. 上記内径側巻線端群内の巻線端同士、および上記外径側巻線端群内の巻線端同士が、上記巻線体とは別部材の結線部材により連結されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機。
6. 上記電機子鉄心が、円弧状のコアバック部およびティースを備えた鉄心ブロックを該コアバック部の周方向側面同士を突き合わせて円環状に配列して構成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機。

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