JP5959726B2 - 回転電機の固定子 - 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の固定子に関し、特に固定子巻線の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、小型高出力が求められている。この種の回転電機を小型化するに当たり、有効な磁束を発生しないコイルエンドを小型化する観点から、導体線を固定子鉄心のティースのそれぞれに巻回した集中巻の固定子巻線が用いられていた。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。

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、絶縁被覆された導体線を複数回巻き回してコイル状に成型された巻線コイル、いわゆる亀甲形コイルを、複数個のスロット離れたスロットの各対に収納して、分布巻の固定子巻線を構成していた。亀甲形コイルは、一方のスロットの内層側と他方のスロットの外層側に収納されるように、コイルエンド部の頭頂部を複数回巻き回した導体線の全幅だけずれるようにクランク状に成形し、コイルエンド部に絶縁層を施し、相間の絶縁を確保している。

特許文献２に記載された従来の回転電機では、導体線を周方向に複数個離間したスロットのそれぞれに挿入して波状に装着した巻線を１スロットピッチで配列してなる巻線群を、径方向に多層に配設して、分布巻きの固定子巻線を構成していた。そして、導体線に厚い絶縁被膜を被覆して、あるいは導体線間に絶縁紙を配設して、相間の絶縁を確保していた。

特開２００８−２３６９２４号公報 特開２０１１−１４２７９８号公報

特許文献１では、ターン部の集合体であるコイルエンド部に絶縁層を施して相間絶縁を確保しているので、相間絶縁に起因するコイルエンドの大径化を抑えることができる。しかしながら、亀甲形コイルが、ターン部の集合体であるコイルエンド部の全幅だけずれるようにコイルエンド部の頭頂部でレーンチェンジされているので、コイルエンド部の頭頂部の曲げ半径が大きくなり、コイルエンドが大径化し、軸方向に延びるという課題があった。

特許文献２では、固定子巻線が波巻き巻線の集合体であるので、ターン部の曲げ半径が小さくなり、レーンチェンジに起因するコイルエンドの寸法の増大が抑えられる。しかしながら、波巻き巻線が径方向に多層に配設され、各層間で絶縁（相間絶縁）を確保する必要があるので、相間絶縁によりコイルエンドが大径化し、導体線中の導体断面積が減少する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、分布巻コイルのコイル形状を工夫し、相間絶縁に起因するコイルエンドの大径化を抑えつつ、レーンチェンジに起因するコイルエンドの大径化を抑えて、小型高出力の回転電機の固定子を得ることを目的とする。

この発明の回転電機の固定子は、スロットが周方向に配列された円環状の固定子鉄心と、上記固定子鉄心に装着された固定子巻線と、を備え、上記固定子巻線は、それぞれ、絶縁被覆された、かつ接続部のない連続した導体線を巻き回して作製され、周方向にｎスロット角度間隔（但し、ｎは２以上の自然数）で並ぶ第１スロット、第２スロットおよび第３スロットにのみ装着されて、周方向に１スロットピッチで配列された複数の巻線体を備えている。上記巻線体は、上記導体線を、上記第１スロット、上記第２スロット、上記第３スロット、上記第２スロットの順に、かつ上記第１スロット、上記第２スロットおよび上記第３スロットへの軸方向からの挿入方向を交互に変えて挿入して形成されたδ状のコイルパターンを、径方向にｍ回（但し、ｍは１以上の自然数）繰り返して巻き回して構成され、上記固定子巻線は、上記導体線が同じスロット内の半径方向に隣り合う位置の組のなかの少なくとも１組から周方向に延び出る方向が同じである。

この発明によれば、巻線体が、δ状のコイルパターンを径方向にｍ回（但し、ｍは１以上の自然数）繰り返して巻き回したパターンに構成されている。そこで、コイルエンド部での曲げ半径が小さくなり、レーンチェンジに起因するコイルエンドの大型化を抑制できる。また、巻線体が分布巻の巻線となり、トルク脈動が抑えられ、高出力化が図られる。
δ状のコイルパターンを径方向にｍ回（但し、ｍは１以上の自然数）繰り返して巻き回したパターンに構成された巻線体を１スロットピッチで配列している。そこで、異相のコイルエンド部が交差する径方向の隣り合う層間の数が減り、相間絶縁が簡易となるとともに、相間絶縁に起因するコイルエンドの大型化を抑制できる。

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の固定子巻線を構成する巻線アッセンブリを示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線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固定子鉄心に装着した状態を第１コイルエンド側から見た模式図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機において３つの巻線体が1つのスロットを共有して固定子鉄心に装着されている状態を第１コイルエンド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いて３つの巻線体が1つのスロットを共有して固定子鉄心に装着されている状態を第１コイルエンド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いて１６個の巻線体を周方向に１スロットピッチで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いて１６個の巻線体を周方向に１スロットピッチで配列した状態を第１コイルエンド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巻線アッセンブリの組み立て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固定子を第１コイルエンド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固定子巻線の第１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固定子巻線の第２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固定子巻線の第３の結線図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子において３つの巻線体が同一スロット群に装着された状態を第１コイルエンド側から見た模式図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子において第１コイルエンド側の絶縁紙の配置を説明する模式図である。 従来の回転電機の固定子において固定子巻線が装着された状態を第１コイルエンド側から見た模式図である。 従来の回転電機の固定子において第１コイルエンド側の絶縁紙の配置を説明する模式図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子において第２コイルエンド側の絶縁紙の配置を説明する模式図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子において第１コイルエンド側の絶縁紙の配置の実施態様を説明する模式図である。 この発明の実施の形態２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２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２に係る回転電機に適用される固定子の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２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２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２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第２コイルエンド側から見た図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機において３つの巻線体が１つのスロットを共有して固定子鉄心に装着されている状態を第２コイルエンド側から見た要部端面図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機において３つの巻線体が１つのスロットを共有して固定子鉄心に装着されている状態を第２コイルエンド側から見た展開図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機において固定子鉄心に装着された巻線体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２に係る回転電機において１６個の巻線体を周方向に１スロットピッチで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２に係る回転電機において１６個の巻線体を周方向に１スロットピッチで配列した状態を第１コイルエンド側から見た端面図である。 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２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２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２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組み立て方法を説明する模式図である。 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組み立て方法を説明する模式図である。 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組み立て方法を説明する模式図である。 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組み立て方法を説明する模式図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子において３つの巻線体が同一スロット群に装着された状態を第１コイルエンド側から見た模式図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子において第１コイルエンド側の絶縁紙の配置を説明する模式図である。 従来の回転電機の固定子において固定子巻線が装着された状態を第１コイルエンド側から見た模式図である。 従来の回転電機の固定子において第１コイルエンド側の絶縁紙の配置を説明する模式図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子において３つの巻線体が同一スロット群に装着された状態を第２コイルエンド側から見た模式図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子において第２コイルエンド側の絶縁紙の配置を説明する模式図である。

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の固定子巻線を構成する巻線アッセンブリを示す斜視図、図６はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す正面図、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固定子鉄心に装着した状態を第１コイルエンド側から見た模式図、図８はこの発明の実施の形態１に係る回転電機において３つの巻線体が1つのスロットを共有して固定子鉄心に装着されている状態を第１コイルエンド側から見た要部端面図、図９はこの発明の実施の形態１に係る回転電機において３つの巻線体が1つのスロットを共有して固定子鉄心に装着されている状態を第１コイルエンド側から見た展開図、図１０はこの発明の実施の形態１に係る回転電機において１６個の巻線体を周方向に１スロットピッチで配列した状態を示す斜視図、図１１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機において１６個の巻線体を周方向に１スロットピッチで配列した状態を第１コイルエンド側から見た端面図である。なお、図９では、便宜上、コイルエンド部を直線的に示している。

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の外周面側に埋設されて周方向に等ピッチで配列され、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、固定子１０の構成について具体的に図３乃至図７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、固定子鉄心１１と、固定子鉄心１１に装着された固定子巻線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、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突出するティース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に結線処理が施されて構成される。

巻線体２２は、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１９をエッジワイズ巻きに巻いて作製される。具体的には、巻線体２２は、図６および図７に示されるように、導体線１９が固定子鉄心１１の一端側から第１のスロット１３₁に挿入され、第１のスロット１３₁から固定子鉄心１１の他端側に延び出て、周方向一側に６スロット角度間隔離れた第２のスロット１３₂に固定子鉄心１１の他端側から挿入され、第２のスロット１３₂から固定子鉄心１１の一端側に延び出て、周方向一側に６スロット角度間隔離れた第３のスロット１３₃に固定子鉄心１１の一端側から挿入され、第３のスロット１３₃から固定子鉄心１１の他端側に延び出て、周方向他側に６スロット角度間隔離れた第２のスロット１３₂に固定子鉄心１１の他端側から挿入され、第２のスロット１３₂から固定子鉄心１１の一端側に延び出るように作製される。

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る。また、図７において、説明の便宜上、６スロット角度間隔で周方向に連続するスロット１３を周方向の並び順にスロット１３₁、スロット１３₂、スロット１３₃とした。

このように作製された巻線体２２を径方向内方から見た場合、図６に示されるように、導体線１９がδ状に巻かれている。つまり、巻線体２２は、導体線１９を、第１直線部２２ａ、第１コイルエンド部２２ｅ、第２直線部２２ｂ、第２コイルエンド部２２ｆ、第３直線部２２ｃ、第３コイルエンド部２２ｇおよび第４直線部２２ｄからなるδ状のコイルパターンに巻いて作製される。そして、第２スロット１３₂に挿入される第２直線部２２ｂは、第１スロット１３₁に挿入される第１直線部２２ａに対して第１コイルエンド部２２ｅの頭頂部で径方向外方に導体線１９の径方向幅ｄだけレーンチェンジ（以下、シフトという）される。第３スロット１３₃に挿入される第３直線部２２ｃは、第２スロット１３₂に挿入される第２直線部２２ｂに対して第２コイルエンド部２２ｆの頭頂部で径方向外方に導体線１９の径方向幅ｄだけシフトされる。さらに、第２スロット１３₂に挿入される第４直線部２２ｄは、第３スロット１３₃に挿入される第３直線部２２ｃに対して第３コイルエンド部２２ｇの頭頂部で径方向外方に導体線１９の径方向幅ｄだけシフトされる。そして、第１直線部２２ａから固定子鉄心１１の一端側に延び出る導体線１９の巻き始めが巻線端２２ｈとなり、第４直線部２２ｄから固定子鉄心１１の一端側に延び出る導体線１９の巻き終わりが巻線端２２ｉとなる。

巻線アッセンブリ２１は、図５に示されるように、４８個の巻線体２２を１スロットピッチで周方向に配列して構成される。そして、第１コイルエンド部２２ｅおよび第３コイルエンド部２２ｇが周方向に配列されて第１コイルエンドを構成し、第２コイルエンド部２２ｆが周方向に配列されて第２コイルエンドを構成する。巻線端２２ｈが、それぞれ軸方向に第２コイルエンド側に延び出て、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、巻線端２２ｉが、それぞれ軸方向に第２コイルエンド側に延び出て、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。

固定子１０は、巻線アッセンブリ２１が固定子鉄心１１に装着され、巻線端２２ｈ，２２ｉに結線処理を施して、作製される。なお、巻線アッセンブリ２１を構成する４８個の巻線体２２は、それぞれ６スロット角度間隔で周方向に連続する３つのスロット１３の組に装着されて、周方向に１スロットピッチで配列される。

図８および図９は、それぞれ、３つの巻線体２２が、１つのスロット１３を共用して固定子鉄心１１に装着されている状態を示し、図８は固定子鉄心に装着された巻線体２２を軸方向から見た状態を示している。ここで、説明の便宜上、６スロット角度間隔で周方向に連続する５つのスロット１３を周方向の並び順に１番目のスロット１３₁、２番目のスロット１３₂、３番目のスロット１３₃、４番目のスロット１３₄、５番目のスロット１３₅とし、３つの巻線体２２を周方向の並び順に第１の巻線体２２１、第２の巻線体２２２、第３の巻線体２２３とする。

第１の巻線体２２１においては、１番目のスロット１３₁のスロット開口側から第１層の第１直線部２２ａから軸方向他端側（第１コイルエンド側）に延び出た第１コイルエンド２２ｅは、周方向に２番目のスロット１３₂側に延び、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトされ、その後周方向に２番目のスロット１３₂に延び、２番目のスロット１３₂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、２番目のスロット１３₂のスロット開口側から第２層の第２直線部２２ｂから軸方向一端側（第２コイルエンド側）に延び出た第２コイルエンド２２ｆは、周方向に３番目のスロット１３₃側に延び、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトされ、その後周方向に３番目のスロット１３₃側に延び、３番目のスロット１３₃のスロット開口側から第３層の第３直線部２２ｃに連結されている。

ついで、３番目のスロット１３₃のスロット開口側から第３層の第３直線部２２ｃから第１コイルエンド側に延び出た第３コイルエンド２２ｇは、周方向に２番目のスロット１３₂側に延び、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトされ、その後周方向に２番目のスロット１３₂側に延び、２番目のスロット１３₂のスロット開口側から第４層の第４直線部２２ｄに連結されている。

そこで、１番目のスロット１３₁の第１層の第１直線部２２ａと２番目のスロット１３₂の第２層の第２直線部２２ｂとが、第１コイルエンド２２ｅにより連結され、２番目のスロット１３₂の第２層の第２直線部２２ｂと３番目のスロット１３₃の第３層の第３直線部２２ｃとが、第２コイルエンド２２ｆにより連結され、３番目のスロット１３₃の第３層の第３直線部２２ｃと２番目のスロット１３₂の第４層の第４直線部２２ｄとが、第３コイルエンド２２ｇにより連結され、δ状のコイルパターンを構成する。

同様に、第２の巻線体２２２が、２番目のスロット１３₂、３番目のスロット１３₃および４番目のスロット１３₄の３つのスロット１３に装着され、第３の巻線体２２３が、３番目のスロット１３₃、４番目のスロット１３₄および５番目のスロット１３₅の３つのスロット１３に装着される。

このように、３つの巻線体２２１，２２２，２２３が１つのスロット１３₃を共有して固定子鉄心１１に装着される。第１から第３コイルエンド部２２ｅ，２２ｆ，２２ｇにおいて、第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの端部から頭頂部に至る傾斜部は、軸方向から見て、略円弧状に形成されている。そして、３つの巻線体２２１，２２２，２２３が共用するスロット１３₃には、第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが、導体線の長方形断面の長辺の長さ方向を周方向に向けて、径方向に１列に交互に並んで、収納されている。また、第１および第３コイルエンド部２２ｅ，２２ｇが、固定子鉄心１１のティース１２ｂの先端面より径方向外方に位置し、スロット１３の底部より径方向内方に位置している。

ここで、巻線体２２が１スロットピッチで配列した状態について図１０および図１１を参照して説明する。なお、図１０および図１１は、１６個の巻線体２２を周方向に１スロットピッチで配列した状態を示している。

図１０および図１１において、左端に配設された巻線体２２２１の内径側から１層目に位置する第１直線部２２ａから延び出た第１コイルエンド部２２ｅは、反時計回りに隣の巻線体２２２２の内径側から１層目に位置する第１直線部２２ａから延び出た第１コイルエンド２２ｅの上方を通って周方向に反時計回りに延び、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトして、反時計回りに隣の巻線体２２２２の第１コイルエンド部２２ｅの下方を通って周方向に反時計回りに延び、第２直線部２２ｂに接続される。

巻線体２２２１の第２直線部２２ｂから延び出た第２コイルエンド部２２ｆは、図示されていないが、図１１の裏面側で、反時計回りの隣の巻線体２２２２の第２直線部２２ｂから延び出た第２コイルエンド２２ｆの下方を通って周方向に反時計回りに延び、頭頂部の手前で出現し、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトして、反時計回りの隣の巻線体２２２２の第２コイルエンド２２ｆの上方を通って周方向に反時計回りに延び、第３直線部２２ｃに接続される。

巻線体２２２１の第３直線部２２ｃから延び出た第３コイルエンド部２２ｇは、巻線体２２２２の第３直線部２２ｃから延び出た第３コイルエンド部２２ｇの下方を通って周方向に時計回りに延び、頭頂部の手前で出現し、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトして、巻線体２２２２の第３コイルエンド部２２ｇの上方を通って周方向に時計回りに延び、第４直線部２２ｄに接続される。

１６個の巻線体２２は、図１０および図１１に示されるように、第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを各頭頂部で径方向に距離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。同様に、４８個の巻線体２２を周方向に１スロットピッチで配列し、図５に示される巻線アッセンブリ２１が組み立てられる。この巻線アッセンブリ２１では、径方向に１列に並んだ４本の第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが、１スロットピッチで周方向に４８列配列される。そして、径方向に１列に並んだ４本の第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの各列が、スロット１３のそれぞれに収納される。

つぎに、固定子１０の組み立て方法について図を参照しつつ説明する。図１２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する模式図、図１３から図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、図１６から図１９はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子の組み立て方法を説明する図であり、図１６および図１７は固定子組み立て前の状態を示し、図１８は固定子組み立て後の状態を示し、図１９は固定子組立後の状態を拡大して示している。なお、図１７から図１９は、軸方向に垂直な断面を示しているので、巻線アッセンブリ２１は第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄのみが表されている。

まず、導体線１９をδ状のコイルパターンに巻いて巻線体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。

ついで、図１２の（ａ）に示されるように、２番目の巻線体２２₂を１番目の巻線体２２₁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１２の（ｂ）に示されるように、２番目の巻線体２２₂を１番目の巻線体２２₁側に移動させる。そして、図１２の（ｃ）に示されるように、２番目の巻線体２２₂が１番目の巻線体２２₁に１スロットピッチまで近づくと、２番目の巻線体２２₂の移動を停止する。
ついで、図１２の（ｄ）に示されるように、３番目の巻線体２２₃を２番目の巻線体２２₂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１２の（ｅ）に示されるように、３番目の巻線体２２₃を２番目の巻線体２２₂側に移動させる。そして、図１２の（ｆ）に示されるように、３番目の巻線体２２₃が２番目の巻線体２２₂に１スロットピッチまで近づくと、３番目の巻線体２２₃の移動を停止する。

同様にして、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１３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１４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１５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、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、４本の第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが、長方形断面の長辺の長さ方向を周方向に向けて、径方向内方から第１直線部２２ａ、第２直線部２２ｂ、第３直線部２２ｃ、第４直線部２２ｄの順に１列に並んで、周方向に略等角ピッチで４８列配列されている。

ついで、４８個の鉄心ブロック１２が、図１６および図１７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から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ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、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から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの列間に挿入される。

そして、周方向に配列された鉄心ブロック１２をさらに内径側に移動させると、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て、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、図１８および図１９に示されるように、巻線アッセンブリ２１が固定子鉄心１１に装着され、固定子１０が組み立てられる。そして、各スロット１３には、第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが長方形断面の長辺の長さ方向を周方向に向けて径方向に１列に配列されて収納されている。

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から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ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から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ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、あるいはなくなる。そこで、スロット１３内の導体線１９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１９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から固定子鉄心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、巻線アッセンブリ２１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１９の絶縁被膜の損傷を防止することができる。

つぎに、巻線アッセンブリ２１の結線方法について図２０および図２１を参照しつつ説明する。図２０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を第１コイルエンド側から見た断面図、図２１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第１の結線図である。

なお、図２０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。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から７の整数）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２２ｈ，２２ｉ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２２ｈ，２２ｉ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。

まず、Ｕ１−１ＢとＵ１−３Ａ、Ｕ１−３ＢとＵ１−５Ａ、Ｕ１−５ＢとＵ１−７Ａ、Ｕ１−７ＢとＵ２−８Ｂ、Ｕ２−８ＡとＵ２−６Ｂ、Ｕ２−６ＡとＵ２−４Ｂ、Ｕ２−４ＡとＵ２−２Ｂ、Ｕ２−２ＡとＵ２−１Ａ、Ｕ２−１ＢとＵ２−３Ａ、Ｕ２−３ＢとＵ２−５Ａ、Ｕ２−５ＢとＵ２−７Ａ、Ｕ２−７ＢとＵ１−８Ｂ、Ｕ１−８ＡとＵ１−６Ｂ、Ｕ１−６ＡとＵ１−４Ｂ、Ｕ１−４ＡとＵ１−２Ｂを接続する。これにより、Ｕ１相とＵ２相を構成する１６本の巻線体２２を直列に接続したＵ相巻線が得られる。

ついで、Ｖ１−１ＢとＶ１−３Ａ、Ｖ１−３ＢとＶ１−５Ａ、Ｖ１−５ＢとＶ１−７Ａ、Ｖ１−７ＢとＶ２−８Ｂ、Ｖ２−８ＡとＶ２−６Ｂ、Ｖ２−６ＡとＶ２−４Ｂ、Ｖ２−４ＡとＶ２−２Ｂ、Ｖ２−２ＡとＶ２−１Ａ、Ｖ２−１ＢとＶ２−３Ａ、Ｖ２−３ＢとＶ２−５Ａ、Ｖ２−５ＢとＶ２−７Ａ、Ｖ２−７ＢとＶ１−８Ｂ、Ｖ１−８ＡとＶ１−６Ｂ、Ｖ１−６ＡとＶ１−４Ｂ、Ｖ１−４ＡとＶ１−２Ｂを接続する。これにより、Ｖ１相とＶ２相を構成する１６本の巻線体２２を直列に接続したＶ相巻線が得られる。

ついで、Ｗ１−１ＢとＷ１−３Ａ、Ｗ１−３ＢとＷ１−５Ａ、Ｗ１−５ＢとＷ１−７Ａ、Ｗ１−７ＢとＷ２−８Ｂ、Ｗ２−８ＡとＷ２−６Ｂ、Ｗ２−６ＡとＷ２−４Ｂ、Ｗ２−４ＡとＷ２−２Ｂ、Ｗ２−２ＡとＷ２−１Ａ、Ｗ２−１ＢとＷ２−３Ａ、Ｗ２−３ＢとＷ２−５Ａ、Ｗ２−５ＢとＷ２−７Ａ、Ｗ２−７ＢとＷ１−８Ｂ、Ｗ１−８ＡとＷ１−６Ｂ、Ｗ１−６ＡとＷ１−４Ｂ、Ｗ１−４ＡとＷ１−２Ｂを接続する。これにより、Ｗ１相とＷ２相を構成する１６本の巻線体２２を直列に接続したＷ相巻線が得られる。

さらに、Ｕ１−２ＡとＶ１−２ＡとＷ１−２Ａとを接続する。このように、第１の結線方法によれば、１６本の巻線体２２を直列に接続したＵ相巻線と、１６本の巻線体２２を直列に接続したＶ相巻線と、１６本の巻線体２２を直列に接続したＷ相巻線とをＹ結線して構成される固定子巻線２０が得られる。この固定子巻線２０は、全節巻きの分布巻きの三相交流巻線となる。そして、Ｕ１−１ＡがＵ相巻線の給電端となり、Ｖ１−１ＡがＶ相巻線の給電端となり、Ｗ１−１ＡがＷ相巻線の給電端となる。

つぎに、巻線アッセンブリ２１の第２の結線方法について図２０および図２２を参照しつつ説明する。図２２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子巻線の第２の結線図である。

まず、Ｕ１−１ＡとＵ２−１Ａが接続される。そして、Ｕ１−１ＢとＵ１−３Ａ、Ｕ１−３ＢとＵ１−５Ａ、Ｕ１−５ＢとＵ１−７Ａ、Ｕ１−７ＢとＵ２−８Ｂ、Ｕ２−８ＡとＵ２−６Ｂ、Ｕ２−６ＡとＵ２−４Ｂ、Ｕ２−４ＡとＵ２−２Ｂを接続する。ついで、Ｕ２−１ＢとＵ２−３Ａ、Ｕ２−３ＢとＵ２−５Ａ、Ｕ２−５ＢとＵ２−７Ａ、Ｕ２−７ＢとＵ１−８Ｂ、Ｕ１−８ＡとＵ１−６Ｂ、Ｕ１−６ＡとＵ１−４Ｂ、Ｕ１−４ＡとＵ１−２Ｂを接続する。これにより、Ｕ１相とＵ２相を構成する８本の巻線体２２を直列に接続した２つの巻線群を並列に接続したＵ相巻線が得られる。

また、Ｖ１−１ＡとＶ２−１Ａが接続される。そして、Ｖ１−１ＢとＶ１−３Ａ、Ｖ１−３ＢとＶ１−５Ａ、Ｖ１−５ＢとＶ１−７Ａ、Ｖ１−７ＢとＶ２−８Ｂ、Ｖ２−８ＡとＶ２−６Ｂ、Ｖ２−６ＡとＶ２−４Ｂ、Ｖ２−４ＡとＶ２−２Ｂを接続する。ついで、Ｖ２−１ＢとＶ２−３Ａ、Ｖ２−３ＢとＶ２−５Ａ、Ｖ２−５ＢとＶ２−７Ａ、Ｖ２−７ＢとＶ１−８Ｂ、Ｖ１−８ＡとＶ１−６Ｂ、Ｖ１−６ＡとＶ１−４Ｂ、Ｖ１−４ＡとＶ１−２Ｂを接続する。これにより、Ｖ１相とＶ２相を構成する８本の巻線体２２を直列に接続した２つの巻線群を並列に接続したＶ相巻線が得られる。

また、Ｗ１−１ＡとＷ２−１Ａが接続される。そして、Ｗ１−１ＢとＷ１−３Ａ、Ｗ１−３ＢとＷ１−５Ａ、Ｗ１−５ＢとＷ１−７Ａ、Ｗ１−７ＢとＷ２−８Ｂ、Ｗ２−８ＡとＷ２−６Ｂ、Ｗ２−６ＡとＷ２−４Ｂ、Ｗ２−４ＡとＷ２−２Ｂを接続する。ついで、Ｗ２−１ＢとＷ２−３Ａ、Ｗ２−３ＢとＷ２−５Ａ、Ｗ２−５ＢとＷ２−７Ａ、Ｗ２−７ＢとＷ１−８Ｂ、Ｗ１−８ＡとＷ１−６Ｂ、Ｗ１−６ＡとＷ１−４Ｂ、Ｗ１−４ＡとＷ１−２Ｂを接続する。これにより、Ｗ１相とＷ２相を構成する８本の巻線体２２を直列に接続した２つの巻線群を並列に接続したＷ相巻線が得られる。

さらに、Ｕ１−２ＡとＶ１−２ＡとＷ１−２Ａを接続し、Ｕ２−２ＡとＶ２−２ＡとＷ２−２Ａを接続する。このように、第２の結線方法によれば、８本の巻線体２２を直列に接続した２つの巻線群を並列に接続したＵ相巻線と、８本の巻線体２２を直列に接続した２つの巻線群を並列に接続したＶ相巻線と、８本の巻線体２２を直列に接続した２つの巻線群を並列に接続したＷ相巻線とをＹ結線して構成される固定子巻線２０Ａが得られる。この固定子巻線２０Ａは、全節巻きの分布巻きの三相交流巻線となる。

つぎに、巻線アッセンブリ２１の第３の結線方法について図２０および図２３を参照しつつ説明する。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固定子巻線の第３の結線図である。

まず、Ｕ１−１ＢとＵ１−３Ａ、Ｕ１−３ＢとＵ１−５Ａ、Ｕ１−５ＢとＵ１−７Ａ、Ｕ１−７ＢとＵ２−１Ａ、Ｕ２−１ＢとＵ２−３Ａ、Ｕ２−３ＢとＵ２−５Ａ、Ｕ２−５ＢとＵ２−７Ａ、Ｕ２−７ＢとＵ１−８Ｂ、Ｕ１−８ＡとＵ１−６Ｂ、Ｕ１−６ＡとＵ１−４Ｂ、Ｕ１−４ＡとＵ１−２Ｂ、Ｕ１−２ＡとＵ２−８Ｂ、Ｕ２−８ＡとＵ２−６Ｂ、Ｕ２−６ＡとＵ２−４Ｂ、Ｕ２−４ＡとＵ２−２Ｂを接続する。これにより、Ｕ１相とＵ２相を構成する１６本の巻線体２２を直列に接続したＵ相巻線が得られる。

また、Ｖ１−１ＢとＶ１−３Ａ、Ｖ１−３ＢとＶ１−５Ａ、Ｖ１−５ＢとＶ１−７Ａ、Ｖ１−７ＢとＶ２−１Ａ、Ｖ２−１ＢとＶ２−３Ａ、Ｖ２−３ＢとＶ２−５Ａ、Ｖ２−５ＢとＶ２−７Ａ、Ｖ２−７ＢとＶ１−８Ｂ、Ｖ１−８ＡとＶ１−６Ｂ、Ｖ１−６ＡとＶ１−４Ｂ、Ｖ１−４ＡとＶ１−２Ｂ、Ｖ１−２ＡとＶ２−８Ｂ、Ｖ２−８ＡとＶ２−６Ｂ、Ｖ２−６ＡとＶ２−４Ｂ、Ｖ２−４ＡとＶ２−２Ｂを接続する。これにより、Ｖ１相とＶ２相を構成する１６本の巻線体２２を直列に接続したＶ相巻線が得られる。

そして、Ｗ１−１ＢとＷ１−３Ａ、Ｗ１−３ＢとＷ１−５Ａ、Ｗ１−５ＢとＷ１−７Ａ、Ｗ１−７ＢとＷ２−１Ａ、Ｗ２−１ＢとＷ２−３Ａ、Ｗ２−３ＢとＷ２−５Ａ、Ｗ２−５ＢとＷ２−７Ａ、Ｗ２−７ＢとＷ１−８Ｂ、Ｗ１−８ＡとＷ１−６Ｂ、Ｗ１−６ＡとＷ１−４Ｂ、Ｗ１−４ＡとＷ１−２Ｂ、Ｗ１−２ＡとＷ２−８Ｂ、Ｗ２−８ＡとＷ２−６Ｂ、Ｗ２−６ＡとＷ２−４Ｂ、Ｗ２−４ＡとＷ２−２Ｂを接続する。これにより、Ｗ１相とＷ２相を構成する１６本の巻線体２２を直列に接続したＷ相巻線が得られる。

さらに、Ｕ２−２ＡとＶ１−１Ａを接続し、Ｖ２−２ＡとＷ１−１Ａを接続し、Ｗ２−２ＡとＵ１−１Ａを接続する。このように、第３の結線方法によれば、１６本の巻線体２２を直列に接続したＵ相巻線と、１６本の巻線体２２を直列に接続したＶ相巻線と、１６本の巻線体２２を直列に接続したＷ相巻線とをΔ結線して構成される固定子巻線２０Ｂが得られる。この固定子巻線２０Ｂは、全節巻きの分布巻きの三相交流巻線となる。

このように結線された固定子巻線２０，２０Ａ，２０Ｂを備えた固定子１０を用いた回転電機１００は、固定子巻線２０，２０Ａ，２０Ｂに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三相モータとして動作する。

このように構成された回転電機１００では、導体線１９をδ状のコイルパターンに巻いて作製された巻線体２２を周方向に１スロットピッチで配列して構成された巻線アッセンブリ２１により固定子巻線２０が構成されている。そこで、巻線体２２が２極分の寸法となり、特許文献２に記載の固定子巻線に比べて、導体線１９の長さが著しく短くなる。そこで、製造装置が小規模となり、低価格化を図ることができる。また、固定子巻線２０の低抵抗化が図られ、回転電機１００の効率を向上できる。さらに、固定子巻線２０の低抵抗化により固定子巻線２０での発熱が抑えられ、使用部品の熱劣化を抑制できるとともに、導体線１９の長さが短くなるので、軽量化も図られる。

また、第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの軸長を変えて巻線体２２を作製することが容易にできるので、装着される固定子鉄心１１の軸長が変更となっても、安価に、かつ簡易に対応できる。

巻線体２２は、第１から第３コイルエンド部２２ｅ，２２ｆ，２２ｇの頭頂部を径方向に第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ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、特許文献１に記載の固定子巻線に比べて、頭頂部での曲げ半径が小さくなるので、コイルエンドの径方向および軸方向の寸法が小さくなる。そこで、回転電機１００の小型化を実現できる。また、導体線１９の長さが短くなるので、固定子巻線２０の低抵抗化が図られ、回転電機１００の効率を向上できる。さらに、固定子巻線２０の低抵抗化により固定子巻線２０での発熱が抑えられ、使用部品の熱劣化を抑制できるとともに、導体線１９の長さが短くなるので、軽量化も図られる。

巻線体２２が、第１から第３コイルエンド部２２ｅ，２２ｆ，２２ｇの頭頂部が径方向に第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ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ので、巻線体２２を干渉なく１スロットピッチで配列することができ、巻線アッセンブリ２１の組立性が向上される。同一形状の巻線体２２を１スロットピッチで周方向に配列して巻線アッセンブリ２１を組み立てているので、他種類の巻線体を作製する必要がなく、製造設備の台数が削減され、設備の構成が簡略化され、量産性が高められる。

固定子巻線２０，２０Ａ，２０Ｂを構成するＵ相、Ｖ相およびＷ相の巻線が、それぞれ、隣り合うスロット１３に装着された巻線体２２を直列に接続して構成されている。そして、隣り合うスロット１３に装着された巻線体２２は電気角が異なるので、回転子５により隣り合うスロット１３に装着された巻線体２２に誘起される電圧が異なり、導体線１９内に流れる渦電流が小さくなる。

第１から第３コイルエンド部２２ｅ，２２ｆ，２２ｇが軸方向から見て頭頂部で径方向に隙間ｄだけシフトされた２つの円弧状により構成され、第１から第３コイルエンド２２ｅ，２２ｆ，２２ｇが固定子鉄心１１のティース１２ｂの先端面より径方向外方に位置している。そこで、第１から第３コイルエンド部２２ｅ，２２ｆ，２２ｇと回転子５との間の干渉が確実に阻止される。また、第１から第３コイルエンド部２２ｅ，２２ｆ，２２ｇが固定子鉄心１１のコアバック部１２ａの径方向内方に位置しているので、コアバック部１２ａの軸方向外方に形成される空きスペースを冷却部材などの設置スペースに利用することができる。

スロット１３内に径方向に１列に配列された第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが長方形断面に形成されているので、占積率が高められ、回転電機１００の高出力化が図られる。
また、第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが長方形断面の長辺の長さ方向を周方向に向けてスロット１３内に径方向に１列に配列されているので、スロット深さ方向の寸法が小さくなり、回転電機１００の径方向寸法の小型化を図ることができる。

つぎに、固定子巻線２０の絶縁構造について説明する。図２４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子において３つの巻線体が同一スロット群に装着された状態を第１コイルエンド側から見た模式図、図２５はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子において第１コイルエンド側の絶縁紙の配置を説明する模式図、図２６は従来の回転電機の固定子において固定子巻線が装着された状態を第１コイルエンド側から見た模式図、図２７は従来の回転電機の固定子において第１コイルエンド側の絶縁紙の配置を説明する模式図、図２８はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子において第２コイルエンド側の絶縁紙の配置を説明する模式図、図２９はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子において第１コイルエンド側の絶縁紙の配置の実施態様を説明する模式図である。

図２４において、第１コイルエンド側では、３つの巻線体２２が共有する１つのスロット１３に着目すれば、１番目の巻線体２２１の第１コイルエンド部２２ｅがスロット１３の内径側から１層目から周方向一側に延び出し、２番目の巻線体２２２の第１コイルエンド部２２ｅがスロット１３の内径側から２層目から周方向他側に延び出し、３番目の巻線体２２３の第３コイルエンド部２２ｇがスロット１３の内径側から３層目から周方向他側に延び出し、２番目の巻線体２２２の第３コイルエンド部２２ｇがスロット１３の内径側から４層目から周方向一側に延び出している。

図２４から、スロット１３の２層目と３層目の第１および第３コイルエンド部２２ｅ，２２ｇがスロット１３から周方向の同じ方向に延び出していることがわかる。つまり、第１コイルエンドの２層目と３層目では、同じ相のコイルエンド部が径方向に隣り合って配置され、コイルエンド部間の電位差は小さい。図２２から、スロット１３の１層目と２層目の第１コイルエンド部２２ｅがスロット１３から周方向の逆の方向に延び出し、スロット１３の３層目と４層目の第３コイルエンド部２２ｇがスロット１３から周方向の逆の方向に延び出していることがわかる。つまり、第１コイルエンドの１層目と２層目では、異なる相のコイルエンド部が径方向で交差し、コイルエンド部間の電位差が大きくなる。同様に、第１コイルエンドの３層目と４層目では、異なる相のコイルエンド部が径方向で交差し、コイルエンド部間の電位差が大きくなる。

これらのことから、第１コイルエンドにおいては、１層目と２層目の第１コイルエンド部２２ｅ間、および３層目と４層目の第３コイルエンド部２２ｇ間の絶縁の耐圧を高める必要がある。そこで、導体線１９の絶縁被膜を同相のコイル間の電位差により絶縁破壊が起きないような厚みとし、図２５に示されるように、絶縁紙１８を１層目と２層目の第１コイルエンド部２２ｅ間、および３層目と４層目の第３コイルエンド部２２ｇ間に配置して、絶縁性能を確保する。これにより、導体線１９の絶縁被膜が過度に厚くならず、スロット１３内の占積率の低下を抑制できる。

ここで、特許文献２の回転電機では、固定子巻線が波巻き巻線で構成されているので、図２６に示されるように、コイルエンド部２５はスロット１３の１層目および３層目から周方向一側に延び出し、２層目および４層目から周方向他側に延び出している。そして、コイルエンドの各層間で異なる相のコイルエンド部２５が径方向に交差し、コイルエンド部２５間の電位差が大きくなる。そこで、図２７に示されるように、１層目と２層目のコイルエンド部２５間、２層目と３層目のコイルエンド部２５間および３層目と４層目のコイルエンド部２５間に絶縁紙１８を配設し、相間の絶縁を確保する必要がある。

このように、実施の形態１によれば、特許文献２に対して、第１コイルエンドの２層目と３層目の第１および第３コイルエンド部２２ｅ，２２ｇ間に配設される絶縁紙１８が不要となり、その分第１コイルエンドの径方向寸法を小さくすることができる。

また、第２コイルエンド側では、図２８に示されるように、各スロット１３において、異なる巻線体２２２の第２コイルエンド部２２ｆがスロット１３の内径側から２層目と３層目から周方向の逆側に延び出している。つまり、第２コイルエンドの２層目と３層目では、異なる相のコイルエンド部が径方向で交差し、コイルエンド部間の電位差が大きくなる。そこで、２層目と３層目の第２コイルエンド部２２ｆ間に絶縁紙１８を配設し、相間の絶縁を確保している。したがって、第２コイルエンドの径方向寸法を小さくすることができる。

なお、上記実施の形態１において、図２９に示されるように、絶縁紙１８より薄い絶縁紙１８ａを２層目と３層目の第１および第３コイルエンド部２２ｅ，２２ｇ間に配設してもよい。この場合、２層目と３層目の第１および第３コイルエンド部２２ｅ，２２ｇ間に絶縁紙１８より薄い絶縁紙１８ａを配設することができるので、特許文献２に対して、コイルエンドの径方向寸法を小さくすることができる。

実施の形態２．
図３０はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の要部を示す斜視図、図３１はこの発明の実施の形態２に係る回転電機に適用される固定子を示す斜視図、図３２はこの発明の実施の形態２に係る回転電機に適用される固定子の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３３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を構成する巻線体を示す斜視図、図３４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を構成する巻線体を示す正面図、図３５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を構成する巻線体を第２コイルエンド側から見た図、図３６はこの発明の実施の形態２に係る回転電機において３つの巻線体が１つのスロットを共有して固定子鉄心に装着されている状態を第２コイルエンド側から見た要部端面図、図３７はこの発明の実施の形態２に係る回転電機において３つの巻線体が１つのスロットを共有して固定子鉄心に装着されている状態を第２コイルエンド側から見た展開図、図３８はこの発明の実施の形態２に係る回転電機において固定子鉄心に装着された巻線体を径方向外方から見た展開図、図３９はこの発明の実施の形態２に係る回転電機において１６個の巻線体を周方向に１スロットピッチで配列した状態を示す斜視図、図４０はこの発明の実施の形態２に係る回転電機において１６個の巻線体を周方向に１スロットピッチで配列した状態を第１コイルエンド側から見た端面図である。なお、図３７では、便宜上、コイルエンド部を直線的に示している。

図３０および図３１において、回転電機１００Ａは、固定子１０Ａと、固定子１０Ａ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。固定子１０Ａは、固定子鉄心１１と、固定子鉄心１１に装着された固定子巻線３０と、を備えている。

固定子巻線３０は、固定子鉄心１１に装着された巻線アッセンブリ３１に結線処理が施されて構成される。巻線アッセンブリ３１は、図３２に示されるように、６スロット角度間隔で周方向に連続する３つのスロット１３の組に収納される巻線体３２を１スロットピッチで周方向に配列して構成される。巻線端３２ｈが、それぞれ軸方向に第２コイルエンド側に延び出て、巻線アッセンブリ３１の内径側に１スロットピッチで周方向に配列され、後述する巻線端３２ｉが、それぞれ軸方向に第２コイルエンド側に延び出て、巻線アッセンブリ３１の外径側に１スロットピッチで周方向に配列されている。そして、巻線アッセンブリ３１の巻線端３２ｈ，３２ｉに結線処理が施される。

巻線体３２は、導体線１９をエッジワイズ巻きにδ状のコイルパターンに２度巻いて作製される。具体的には、巻線体３２は、図３３から図３５に示されるように、第１直線部３２ａ、第１コイルエンド部３２ｅ、第２直線部３２ｂ、第２コイルエンド部３２ｆ、第３直線部３２ｃ、第３コイルエンド部３２ｇおよび第４直線部３２ｄからなるδ状のコイルパターンを導体線１９の長方形断面の短辺の長さ方向に２つ配列し、第４直線部３２ｄと第１直線部３２ａとを渡り線３３で連結して構成される。つまり、巻線体３２は、導体線１９の長方形断面の短辺の長さ方向に２層に配列された巻線体２２を渡り線３３で連結して構成される巻線体と等価である。そして、渡り線３３がコイルエンド部を構成し、導体線１９の巻き始め端部が巻線端３２ｈを構成し、巻き終わり端部が巻線端３２ｉを構成する。

このように構成された巻線体３２では、第１直線部３２ａおよび第３直線部３２ｃが、長方形断面の長辺の長さ方向を周方向に向け、長方形断面の短辺の長さ方向に隙間ｄをあけて１列に４本配列されている。また、第２直線部３２ｂが、第１直線部３２ａおよび第３直線部３２ｃの列から周方向一側に６スロット角度間隔離れて、長方形断面の長辺の長さ方向を周方向に向け、長方形断面の短辺の長さ方向に隙間３ｄをあけて２本配列される。また、第４直線部３２ｄが、第１直線部３２ａおよび第３直線部３２ｃの列から周方向他側に６スロット角度間隔離れて、長方形断面の長辺の長さ方向を周方向に向け、長方形断面の短辺の長さ方向に隙間３ｄをあけて２本配列される。

図３６および図３７は、それぞれ、３つの巻線体３２が、１つのスロット１３を共用して固定子鉄心１１に装着されている状態を示し、図３８は固定子鉄心に装着された巻線体３２を径方向外方から見た状態を示している。ここで、周方向に６スロット角度間隔で並ぶ３つのスロット１３を周方向の並び順に１番目のスロット１３₁、２番目のスロット１３₂、３番目のスロット１３₃とする。

１つの巻線体３２に着目すれば、２番目のスロット１３₂のスロット開口側から第１層の第１直線部３２ａから軸方向他端側（第１コイルエンド側）に延び出た第１コイルエンド部３２ｅは、傾斜角度θで周方向に１番目のスロット１３₁側に延び、頭頂部で径方向外方に距離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１番目のスロット１３₁側に延び、１番目のスロット１３₁のスロット開口側から第２層の第２直線部３２ｂに連結されている。ついで、１番目のスロット１３₁のスロット開口側から第２層の第２直線部３２ｂから軸方向一端側（第２コイルエンド側）に延び出た第２コイルエンド部３２ｆは、傾斜角度θで周方向に２番目のスロット１３₂側に延び、頭頂部で径方向外方に距離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２番目のスロット１３₂側に延び、２番目のスロット１３₂のスロット開口側から第３層の第３直線部３２ｃに連結されている。

ついで、２番目のスロット１３₂のスロット開口側から第３層の第３直線部３２ｃから第１コイルエンド側に延び出た第３コイルエンド部３２ｇは、傾斜角度θで周方向に３番目のスロット１３₃側に延び、頭頂部で径方向外方に距離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３番目のスロット１３₃側に延び、３番目のスロット１３₃のスロット開口側から第４層の第４直線部３２ｄに連結されている。

ついで、３番目のスロット１３₃のスロット開口側から第４層の第４直線部３２ｄから第２コイルエンド側に延び出た渡り線３３は、傾斜角度θで周方向に２番目のスロット１３₂側に延び、頭頂部で径方向外方に距離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２番目のスロット１３₂側に延び、２番目のスロット１３₂のスロット開口側から第５層の第１直線部３２ａに連結されている。２番目のスロット１３₂のスロット開口側から第５層の第１直線部３２ａから第１コイルエンド側に延び出た第１コイルエンド部３２ｅは、傾斜角度θで周方向に１番目のスロット１３₁側に延び、頭頂部で径方向外方に距離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１番目のスロット１３₁側に延び、１番目のスロット１３₁のスロット開口側から第６層の第２直線部３２ｂに連結されている。

ついで、１番目のスロット１３₁のスロット開口側から第６層の第２直線部３２ｂから第２コイルエンド側に延び出た第２コイルエンド部３２ｆは、傾斜角度θで周方向に２番目のスロット１３₂側に延び、頭頂部で径方向外方に距離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２番目のスロット１３₂側に延び、２番目のスロット１３₂のスロット開口側から第７層の第３直線部３２ｃに連結されている。ついで、２番目のスロット１３₂のスロット開口側から第７層の第３直線部３２ｃから第１コイルエンド側に延び出た第３コイルエンド部３２ｇは、傾斜角度θで周方向に３番目のスロット１３₃側に延び、頭頂部で径方向外方に距離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３番目のスロット１３₃側に延び、３番目のスロット１３₃のスロット開口側から第８層の第４直線部３２ｄに連結されている。

そこで、２番目のスロット１３₂の第１層の第１直線部３２ａと１番目のスロット１３₁の第２層の第２直線部３２ｂとが、第１コイルエンド部３２ｅにより連結され、１番目のスロット１３₁の第２層の第２直線部３２ｂと１番目のスロット１３₁の第３層の第３直線部３２ｃとが、第２コイルエンド部３２ｆにより連結され、２番目のスロット１３₂の第３層の第３直線部３２ｃと３番目のスロット１３₃の第４層の第４直線部３２ｄとが、第３コイルエンド部３２ｇにより連結され、δ状のコイルパターンを構成する。

さらに、２番目のスロット１３₂の第５層の第１直線部３２ａと１番目のスロット１３₁の第６層の第２直線部３２ｂとが、第１コイルエンド部３２ｅにより連結され、１番目のスロット１３₁の第６層の第２直線部３２ｂと１番目のスロット１３₁の第７層の第３直線部３２ｃとが、第２コイルエンド部３２ｆにより連結され、２番目のスロット１３₂の第７層の第３直線部３２ｃと３番目のスロット１３₃の第８層の第４直線部３２ｄとが、第３コイルエンド部３２ｇにより連結され、δ状のコイルパターンを構成する。

このように、巻線体３２は、２つのδ状のコイルパターンを渡り線３３で連結して、径方向に２層に配列されて、構成される。第１から第３コイルエンド部３２ｅ，３２ｆ，３２ｇおよび渡り線３３において、第１から第４直線部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの端部から頭頂部に至る傾斜部は、軸方向から見て、略円弧状に形成されている。そして、３つの巻線体３２が共用するスロット１３には、第１から第４直線部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄが、導体線の長方形断面の長辺の長さ方向を周方向に向けて、径方向に１列に並んで、収納されている。また、図３３に示されるように、第１および第３コイルエンド部３２ｅ，３２ｇが、固定子鉄心１１のティース１２ｂの先端面より径方向外方に位置し、スロット１３の底部より径方向内方に位置している。

ここで、巻線体３２が１スロットピッチで配列した状態について図３９および図４０を参照して説明する。なお、図３９および図４０は、１６個の巻線体３２を周方向に１スロットピッチで配列した状態を示している。

図３９および図４０において、左端に配設された巻線体３２２１の内径側から１層目に位置する第１直線部３２ａから延び出た第１コイルエンド部３２ｅは、反時計回りに隣の巻線体３２２２の内径側から１層目に位置する第１直線部３２ａから延び出た第１コイルエンド部３２ｅの上方を通って周方向に反時計回りに延び、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトして、反時計回りに隣の巻線体３２２２の第１コイルエンド部３２ｅの下方を通って周方向に反時計回りに延び、第２直線部３２ｂに接続される。

巻線体３２２１の第２直線部３２ｂから延び出た第２コイルエンド部３２ｆは、図示されていないが、図４０の裏面側で、巻線体３２２２の第２直線部３２ｂから延び出た第２コイルエンド部３２ｆの下方を通って周方向に時計回りに延び、頭頂部の手前で出現し、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトして、巻線体３２２２の第２コイルエンド部３２ｆの上方を通って周方向に時計回りに延び、第３直線部３２ｃに接続される。

巻線体３２２１の第３直線部３２ｃから延び出た第３コイルエンド部３２ｇは、巻線体３２２２の第３直線部３２ｃから延び出た第３コイルエンド部３２ｇの下方を通って周方向に時計回りに延び、頭頂部の手前で出現し、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトして、反時計回りに隣の巻線体３２２２の第３コイルエンド部３２ｇの上方を通って周方向に時計回りに延び、第４直線部３２ｄに接続される。

巻線体３２２１の第４直線部３２ｄから延び出た渡り線３３は、図示されていないが、図３７の裏面側で、巻線体３２２２の第４直線部３２ｄから延び出た渡り線３３の下方を通って周方向に反時計回りに延び、頭頂部の手前で出現し、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトして、巻線体３２２２の渡り線３３の上方を通って周方向に反時計回りに延び、内径側から５層目に位置する第１直線部３２ａに接続される。

なお、巻線体３２の内径側から５層目から８層目に至る第１直線部３２ａ、第１コイルエンド部３２ｅ、第２直線部３２ｂ、第２コイルエンド部３２ｆ、第３直線部３２ｃ、第３コイルエンド部３２ｇおよび第４直線部３２ｄも同様に構成されているので、ここでは説明を省略する。

１６個の巻線体３２は、図３９および図４０に示されるように、第１から第４直線部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを各頭頂部で径方向に距離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。そして、４８個の巻線体３２を周方向に１スロットピッチで配列し、図３２に示される巻線アッセンブリ３１が組み立てられる。この巻線アッセンブリ３１では、径方向に１列に並んだ８本の第１から第４直線部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄが、１スロットピッチで周方向に４８列配列される。そして、径方向に１列に並んだ８本の第１から第４直線部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの各列が、スロット１３のそれぞれに収納される。

つぎに、巻線アッセンブリ３１の組み立て方法について図を参照しつつ説明する。図４１から図４３はそれぞれ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組み立て方法を説明する斜視図、図４４から図４８はそれぞれ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組み立て方法を説明する模式図である。

まず、導体線１９をδ状のコイルパターンに連続して２回巻き回して巻線体３２を作製する。ここで、説明の便宜上、巻線体３２を組み付け順に巻線体３２₁、巻線体３２₂、巻線体３２₃、巻線体３２₄₇、巻線体３２₄₈とする。

そして、図４１および図４４に示されるように、１番目および２番目の巻線体３２₁，３２₂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４２および図４５に示されるように、２番目の巻線体３２₂の外径側の第２直線部３２ｂを、１番目の巻線体３２₁の第４直線部３２ｄ間に差し込む。ついで、２番目の巻線体３２₂の第２直線部３２ｂが、１番目の巻線体３２₁の第２直線部３２ｂ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３２₂を周方向に移動させる。これにより、２つの巻線体３２₁，３２₂が、図４３および図４６に示されるように、組み立てられる。２つの巻線体３２₁，３２₂の組立体は、巻線体３２₂の導体線１９が巻線体３２₁の導体線１９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４７に示されるように、３番目の巻線体３２₃を巻線体３２₁，３２₂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４８に示されるように、３番目の巻線体３２₃の外径側の第２直線部３２ｂを、巻線体３２₁，３２₂の第４直線部３２ｄ間に差し込む。ついで、３番目の巻線体３２₃の第２直線部３２ｂが、２番目の巻線体３２₂の第２直線部３２ｂ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３２₃を周方向に移動させる。これにより、３つの巻線体３２₁，３２₂，３２₃が、組み立てられる。

そして、上記実施の形態１と同様に、巻線体３２を順次、軸方向高さ位置を揃え、周方向に移動させて、４８個の巻線体３２を組み付け、円環状の巻線アッセンブリ３１が組み立てられる。ついで、上記実施の形態１と同様に、４８個の鉄心ブロック１２が巻線アッセンブリ３１に装着される。さらに、巻線アッセンブリ３１を結線して固定子巻線３０を構成し、固定子１０Ａが作製される。

このように構成された回転電機１００Ａでは、導体線１９をδ状のコイルパターンに連続して２回巻き回して作製された巻線体３２を周方向に１スロットピッチで配列して構成された巻線アッセンブリ３１により固定子巻線３０が構成されている。巻線体３２は、導体線１９の長方形断面の短辺の長さ方向に２層に配列された巻線体２２を渡り線３３で連結して構成される巻線体と等価である。したがって、この実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。特に、巻線体３２は、第１から第３コイルエンド部３２ｅ，３２ｆ，３２ｇおよび渡り線３３の頭頂部を径方向に第１から第４直線部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ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ので、特許文献１に記載の固定子巻線に比べて、頭頂部での曲げ半径が小さくなる。そこで、コイルエンドの径方向および軸方向の寸法が小さくなり、回転電機１００Ａの小型化を実現できる。

つぎに、固定子巻線３０の絶縁構造について説明する。図４９はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子において３つの巻線体が同一スロット群に装着された状態を第１コイルエンド側から見た模式図、図５０はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子において第１コイルエンド側の絶縁紙の配置を説明する模式図、図５１は従来の回転電機の固定子において固定子巻線が装着された状態を第１コイルエンド側から見た模式図、図５２は従来の回転電機の固定子において第１コイルエンド側の絶縁紙の配置を説明する模式図、図５３はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子において３つの巻線体が同一スロット群に装着された状態を第２コイルエンド側から見た模式図、図５４はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子において第２コイルエンド側の絶縁紙の配置を説明する模式図である。

図４９において、第１コイルエンド側では、３つの巻線体３２が共有する１つのスロット１３に着目すれば、２番目の巻線体３２２の第１コイルエンド部３２ｅがスロット１３の内径側から１層目から周方向一側に延び出し、３番目の巻線体３２３の第１コイルエンド部３２ｅがスロット１３の内径側から２層目から周方向他側に延び出し、２番目の巻線体３２２の第３コイルエンド部３２ｇがスロット１３の内径側から３層目から周方向他側に延び出し、１番目の巻線体３２１の第３コイルエンド部３２ｇがスロット１３の内径側から４層目から周方向一側に延び出している。さらに、２番目の巻線体３２２の第１コイルエンド部３２ｅがスロット１３の内径側から５層目から周方向一側に延び出し、３番目の巻線体３２３の第１コイルエンド部３２ｅがスロット１３の内径側から６層目から周方向他側に延び出し、２番目の巻線体３２２の第３コイルエンド部３２ｇがスロット１３の内径側から７層目から周方向他側に延び出し、１番目の巻線体３２１の第３コイルエンド部３２ｇがスロット１３の内径側から８層目から周方向一側に延び出している。

図４９から、スロット１３の２層目と３層目の第１および第３コイルエンド部３２ｅ，３２ｇがスロット１３から周方向の同じ方向に延び出していることがわかる。同様に、スロット１３の４層目と５層目の第１および第３コイルエンド部３２ｅ，３２ｇがスロット１３から周方向の同じ方向に延び出し、６層目と７層目の第１および第３コイルエンド部３２ｅ，３２ｇがスロット１３から周方向の同じ方向に延び出していることがわかる。つまり、第１コイルエンドの２層目と３層目、４層目と５層目、および６層目と７層目では、同じ相のコイルエンド部が径方向に隣り合って配置され、コイルエンド部間の電位差は小さい。

図４９から、スロット１３の１層目と２層目の第１コイルエンド部３２ｅがスロット１３から周方向の逆の方向に延び出し、スロット１３の３層目と４層目の第３コイルエンド部３２ｇがスロット１３から周方向の逆の方向に延び出し、スロット１３の５層目と６層目の第１コイルエンド部３２ｅがスロット１３から周方向の逆の方向に延び出し、スロット１３の７層目と８層目の第３コイルエンド部３２ｇがスロット１３から周方向の逆の方向に延び出していることがわかる。つまり、第１コイルエンドの１層目と２層目、３層目と４層目、５層目と６層目および７層目と８層目では、異なる相のコイルエンド部が径方向で交差し、コイルエンド部間の電位差が大きくなる。

これらのことから、第１コイルエンドにおいては、１層目と２層目の第１コイルエンド部３２ｅ間、３層目と４層目の第３コイルエンド部３２ｇ間、５層目と６層目の第１コイルエンド部３２ｅ間、７層目と８層目の第３コイルエンド部３２ｇ間の絶縁の耐圧を高める必要がある。そこで、導体線１９の絶縁被膜を同相のコイル間の電位差により絶縁破壊が起きないような厚みとし、図５０に示されるように、絶縁紙１８を１層目と２層目の第１コイルエンド部３２ｅ間、３層目と４層目の第３コイルエンド部３２ｇ間、５層目と６層目の第１コイルエンド部３２ｅ間、７層目と８層目の第３コイルエンド部３２ｇ間に配置して、絶縁性能を確保する。これにより、導体線１９の絶縁被膜が過度に厚くならず、スロット１３内の占積率の低下を抑制できる。

ここで、特許文献２の回転電機では、固定子巻線が波巻き巻線で構成されているので、図５１に示されるように、コイルエンド部２５はスロット１３の１層目、３層目、５層目および７層目から周方向一側に延び出し、２層目、４層目、６層目および８層目から周方向他側に延び出している。そして、コイルエンドの各層間で異なる相のコイルエンド部２５が径方向に交差し、コイルエンド部２５間の電位差が大きくなる。そこで、図５２に示されるように、コイルエンドの各層間に絶縁紙１８を配設し、相間の絶縁を確保する必要がある。

したがって、実施の形態２によれば、特許文献２に対して、第１コイルエンドの２層目と３層目の間、４層目と５層目の間、６層目と７層目の間に配設される絶縁紙１８が不要となり、その分第１コイルエンドの径方向寸法を小さくすることができる。

また、第２コイルエンド側では、図５３に示されるように、３つの巻線体３２が共有する１つのスロット１３に着目すれば、３番目の巻線体３２３の第２コイルエンド部３２ｆがスロット１３の内径側から２層目および６層目から周方向一側に延び出し、２番目の巻線体３２２および１番目の巻線体３２１の第２コイルエンド部３２ｆがスロット１３の内径側から３層目、４層目および７相目から周方向他側に延び出し、２番目の巻線体３２２の第２コイルエンド部３２ｆがスロット１３の内径側から５層目から周方向一側に延び出している。

このように、第２コイルエンド側では、異なる巻線体３２の第２コイルエンド部３２ｆがスロット１３の内径側から２層目と３層目から周方向の逆側に延び出している。同様に、異なる巻線体３２の第２コイルエンド部３２ｆがスロット１３の内径側から４層目と５層目から、および６層目と７層目から周方向の逆側に延び出している。つまり、第２コイルエンドの２層目と３層目の間、４層目と５層目の間、および６層目と７層目の間では、異なる相の第２コイルエンド部３２ｆが径方向で交差し、コイルエンド部間の電位差が大きくなる。

これらのことから、第２コイルエンドにおいては、２層目と３層目の第２コイルエンド部３２ｆ間、４層目と５層目の第２コイルエンド部３２ｆ間、６層目と７層目の第２コイルエンド部３２ｆ間の絶縁の耐圧を高める必要がある。そこで、図５４に示されるように、絶縁紙１８を２層目と３層目の第２コイルエンド部３２ｆ間、４層目と５層目の第２コイルエンド部３２ｆ間、６層目と７層目の第２コイルエンド部３２ｆ間に配置して、絶縁性能を確保する。
したがって、実施の形態２によれば、特許文献２に対して、第２コイルエンドの１層目と２層目の間、３層目と４層目の間、５層目と６層目、７層目と８層目の間に配設される絶縁紙１８が不要となり、その分第２コイルエンドの径方向寸法を小さくすることができる。

ここで、実施の形態２では、巻線体３２が導体線１９をδ状のコイルパターンを連続して２回巻き回して作製されているが、導体線をδ状のコイルパターンを３回以上巻き回して巻線体を作製してもよい。つまり、巻線体は、δ状のコイルパターン（巻線体２２）を径方向に３層以上配列し、３つのδ状のコイルパターンの巻線端間を渡り線で連結して一続きに構成してもよい。

なお、上記各実施の形態では、巻線体が長方形断面の導体線で作製されているものとしているが、巻線体を構成する導体線の断面形状は、長方形に限定されず、例えば円形断面の導体線を用いてもよい。
また、上記各実施の形態では、第１から第４直線部が長方形断面の長辺の長さ方向を周方向に向けてスロット内に径方向に１列に配列されているものとしているが、第１から第４直線部は長方形断面の短辺の長さ方向を周方向に向けてスロット内に径方向に１列に配列してもよい。

また、上記各施の形態では、巻線体の巻線端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、導体線が絶縁被覆されているので、第１から第４直線部と固定子鉄心との間の絶縁については問題ないが、例えば、絶縁紙などを第１から第４直線部とスロット内周面との間に介装させれば、第１から第４直線部と固定子鉄心との間の絶縁性が確実に確保される。

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、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。

また、上記各実施の形態では、スロット数が毎極毎相当たり２の割合で形成され、巻線体の第１および第２直線部間の間隔を６スロット角度間隔として固定子巻線を全節巻きに構成するものとしているが、巻線体の第１および第２直線部間の間隔は、６スロット角度間隔に限定されない。例えば、巻線体の第１および第２直線部間の間隔を５スロット角度間隔とすれば、固定子巻線を短節巻きに構成することができる。

Claims (6)

1. スロットが周方向に配列された円環状の固定子鉄心と、上記固定子鉄心に装着された固定子巻線と、を備えた回転電機の固定子において、
   上記固定子巻線は、それぞれ、絶縁被覆された、かつ接続部のない連続した導体線を巻き回して作製され、周方向にｎスロット角度間隔（但し、ｎは２以上の自然数）で並ぶ第１スロット、第２スロットおよび第３スロットにのみ装着されて、周方向に１スロットピッチで配列された複数の巻線体を備え、
   上記巻線体は、上記導体線を、上記第１スロット、上記第２スロット、上記第３スロット、上記第２スロットの順に、かつ上記第１スロット、上記第２スロットおよび上記第３スロットへの軸方向からの挿入方向を交互に変えて挿入して形成されたδ状のコイルパターンを、径方向にｍ回（但し、ｍは１以上の自然数）繰り返して巻き回して構成され、
   上記固定子巻線は、上記導体線が同じスロット内の半径方向に隣り合う位置の組のなかの少なくとも１組から周方向に延び出る方向が同じであることを特徴とする回転電機の固定子。
2. 上記巻線体は、上記第１スロット、上記第２スロットおよび上記第３スロットに収納される直線部と、上記直線部の端部間を連結するコイルエンド部と、を備え、
   上記直線部の上記第１スロット、上記第２スロットおよび上記第３スロット内の径方向における収納位置が、上記第１スロット、上記第２スロット、上記第３スロット、上記第２スロットの順に、上記直線部の径方向厚み分、径方向の一側に順次シフトしていることを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子。
3. スロットが周方向に配列された円環状の固定子鉄心と、上記固定子鉄心に装着された固定子巻線と、を備えた回転電機の固定子において、
   上記固定子巻線は、それぞれ、絶縁被覆された、かつ接続部のない連続した導体線を巻き回して作製され、周方向にｎスロット角度間隔（但し、ｎは２以上の自然数）で並ぶ第１スロット、第２スロットおよび第３スロットに装着されて、周方向に１スロットピッチで配列された複数の巻線体を備え、
   上記巻線体は、上記導体線を、上記第１スロット、上記第２スロット、上記第３スロット、上記第２スロットの順に、かつ上記第１スロット、上記第２スロットおよび上記第３スロットへの軸方向からの挿入方向を交互に変えて挿入して形成されたδ状のコイルパターンを、径方向にｍ回（但し、ｍは１以上の自然数）繰り返して巻き回して構成されており、
   上記巻線体は、上記第１スロット、上記第２スロットおよび上記第３スロットに収納される直線部と、上記直線部の端部間を連結するコイルエンド部と、を備え、
   上記直線部の上記第１スロット、上記第２スロットおよび上記第３スロット内の径方向における収納位置が、上記第１スロット、上記第２スロット、上記第３スロット、上記第２スロットの順に、上記直線部の径方向厚み分、径方向の一側に順次シフトしていることを特徴とする回転電機の固定子。
4. 上記直線部は、上記スロットのそれぞれに１列に配列して４×ｍ層に収納され、
   上記スロットに収納された、隣り合う層の上記直線部から周方向に延び出る上記コイルエンド部の方向が、径方向に、同方向と逆方向とを交互に繰返されていることを特徴とする請求項２又は請求追３記載の回転電機の固定子。
5. 上記スロットに収納された上記直線部から周方向に延び出る上記コイルエンド部により構成されるコイルエンドにおいて、絶縁紙が、上記スロットに収納された、隣り合う層の上記直線部から周方向に延び出る上記コイルエンド部の方向が逆方向のコイルエンド部間のみに配設されていることを特徴とする請求項４記載の回転電機の固定子。
6. 上記スロットに収納された上記直線部から周方向に延び出る上記コイルエンド部により構成されるコイルエンドにおいて、
   第１の絶縁紙が、上記スロットに収納された、隣り合う層の上記直線部から周方向に延び出る上記コイルエンド部の方向が逆方向のコイルエンド部間に配設され、
   上記第１の絶縁紙より薄い第２の絶縁紙が、上記スロットに収納された、隣り合う層の上記直線部から周方向に延び出る上記コイルエンド部の方向が同方向のコイルエンド部間に配設されていることを特徴とする請求項４記載の回転電機の固定子。

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