JP6209984B2 - ステータの巻線構造およびステータの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両等に用いられる回転電機（モータ、又は発電機、又はモータ兼発電機）におけるステータの巻線構造およびステータの製造方法に関するものである。

回転電機のステータは、ステータコアとこれに巻装される複数の巻線群（コイル）とを備える。ステータコアは、周方向に一定間隔で並ぶ複数のスロットを内周面に備えており、巻線群を形成する各巻線は、上記スロットのうち、特定のスロットを通過するように、ステータコアに対して例えば波巻きで巻かれている。特許文献１には、このようなステータとして、断面長方形の銅線を巻線として用い、これにより線占積率（コイル断面積に占める巻線断面積の割合）を小さくして、回転電機の小型化及び軽量化を図るようにしたものが開示されている。

特開２００１−１７８０５４号公報

回転電機のステータにおいては、大型化や高重量化を抑制しつつより大きなトルク（電力）を確保し得るような巻線構造が検討されており、例えば同一相の巻線について、波巻きの方向（スロットに対する巻線の挿入方向および導出方向）が互いに異なる（逆の関係になる）２つの巻線群（正巻線群、逆巻線群）を設けることや、さらに同一相の巻線群として、互いに隣接するスロットを巻線が通過する複数の巻線群を設けること等が考えられている。このような場合には、巻線全体の構造が複雑になることを回避し、構造が簡素で生産性の良いものとすることが望まれる。

本発明は、このような事情に鑑みて成されたものであり、巻線全体の構造が比較的簡素で生産性の良い、ステータの巻線構造を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、一の局面に係る本発明は、ロータと共に回転電機を構成するステータの巻線構造であって、環状をなし、周方向の複数の位置でそれぞれ内向きに開いて放射状に延びる複数のスロットを有するステータコアと、同一相の巻線群として、前記複数のスロットのうち、特定の複数のスロットを通過するように、素線が前記ステータコアに波巻きで巻回されることにより形成されかつ直列に繋がる複数の巻線を含む正巻線群と、当該正巻線群の巻線と共通のスロットを通過しかつ前記スロットに対する巻線の挿入方向及び導出方向が前記正巻線群とは逆になるように、素線が前記ステータコアに波巻きで巻回されることにより形成されかつ直列に繋がる複数の巻線を含むとともにスロット内において正巻線群に対し前記ステータの径方向に隣接して配置されて当該正巻線群の巻線に流れる電流の方向と同一方向の電流が巻線に流れるように駆動電流が与えられる逆巻線群とをそれぞれ含み、かつ巻線が互いに隣接するスロットを通過するように設けられる第１巻線群および第２巻線群を有しており、電流が入力される側を入力端、出力される側を出力端と定義したときに、前記第１巻線群の正巻線群の出力端の巻線が前記第２巻線群の正巻線群の入力端の巻線に繋がり、当該第２巻線群の正巻線群の出力端の巻線が前記第１巻線群の逆巻線群の入力端の巻線に繋がり、当該第１巻線群の逆巻線群の出力端の巻線が前記第２巻線群の逆巻線群の入力端の巻線に繋がることにより、同一相の全ての巻線群の巻線が直列に繋がっているものである。

この構造によれば、スロットに対する巻線の挿入方向及び導出方向が互いに異なる正巻線群と逆巻線群とを含むものであるが、正巻線群を構成する複数の巻線、および逆巻線群を構成する複数の巻線は何れも巻線同士が直列に繋がっており、しかも正巻線群の巻線と前記逆巻線群の巻線も直列に繋がっているので、巻線全体の構造が比較的簡素なものとなる。そのため、ステータの生産性が良いものとなる。特に、同一相の全ての巻線群、すなわち第１巻線群の正巻線群および逆巻線群の巻線、第２巻線群の正巻線群および逆巻線群の巻線が全て直列に繋がっているので、同一相について多くの巻線を含みながらも、巻線全体の構造が比較的簡素なものとなる。そのため、ステータの生産性がより良いものとなる。

この構造において、前記正巻線群の前記複数の巻線および前記逆巻線群の前記複数の巻線は、それぞれ、連続する１本の素線が前記ステータコアに複数回波巻きで巻回されることにより形成されているのが好適である。

この構造によれば、巻線同士の結線部分が少なくなるため、巻線同士の溶接等の結線作業を低減して生産性を高めることが可能になる。加えて、結線部分が少なくなることで、結線不良等、不具合の発生リスクを低減することが可能となる。

また、上記の課題を解決するための、他の一の局面に係る本発明は、ロータと共に回転電機を構成するステータの巻線構造であって、環状をなし、周方向の複数の位置でそれぞれ内向きに開いて放射状に延びる複数のスロットを有するステータコアと、同一相の巻線群として、前記複数のスロットのうち、特定の複数のスロットを通過するように、素線が前記ステータコアに波巻きで巻回されることにより形成されかつ直列に繋がる複数の巻線を含む正巻線群と、当該正巻線群の巻線と共通のスロットを通過しかつ前記スロットに対する巻線の挿入方向及び導出方向が前記正巻線群とは逆になるように、素線が前記ステータコアに波巻きで巻回されることにより形成されかつ直列に繋がる複数の巻線を含むとともにスロット内において正巻線群に対し前記ステータの径方向に隣接して配置されて当該正巻線群の巻線に流れる電流の方向と同一方向の電流が巻線に流れるように駆動電流が与えられる逆巻線群とをそれぞれ含み、かつ巻線が互いに隣接するスロットを通過するように設けられる第１巻線群および第２巻線群を有しており、電流が入力される側を入力端、出力される側を出力端と定義したときに、前記第１巻線群の正巻線群の出力端の巻線が前記第２巻線群の正巻線群の入力端の巻線に繋がり、前記第１巻線群の逆巻線群の出力端の巻線が前記第２巻線群の逆巻線群の入力端の巻線に繋がり、前記第１巻線群における正巻線群および逆巻線群の各々入力端の巻線同士が並列に繋がるとともに前記第２巻線群における正巻線群および逆巻線群の各々出力端の巻線同士が並列に繋がっているものであってもよい。この場合、前記正巻線群の前記複数の巻線および前記逆巻線群の前記複数の巻線は、それぞれ、連続する１本の素線が前記ステータコアに複数回波巻きで巻回されることにより形成されているのが好適である。

この構造によれば、巻線同士の結線部分が少なくなるため、巻線同士の溶接等の結線作業を低減して生産性を高めることが可能になることに加え、結線部分が少なくなることで、結線不良等、不具合の発生リスクを低減することが可能となる。特に、第１巻線群の正巻線群の巻線と第２巻線群の正巻線群の巻線が直列に繋がり、第１巻線群の逆巻線群の巻線と第２巻線群の逆巻線群の巻線とが直列に繋がっているので、この点で巻線全体の構造が比較的簡素なものになる。

なお、上記の各ステータの巻線構造において、前記素線は、二つの等辺を有する断面三角形であり、前記正巻線群の複数の巻線および前記逆巻線群の複数の巻線は、隣接する巻線の前記等辺同士が当接するように前記ステータコアの径方向に一列に並べられた状態で前記特定のスロットに挿入されているものであるのが好適である。

この構造によれば、隣接する巻線同士が前記径方向に重なり合うように配列された状態（オーバーラップした状態）でスロット内に挿入される。そのため、巻線（素線）の断面形状が円形や矩形（長方形）のものに比べ、スロット内における巻線群の占有スペースを効果的に縮小することができる。

また、上記の各ステータの巻線構造において、前記正巻線群および前記逆巻線群をコイル部材と定義したときに、前記ステータは、前記ステータコアの径方向に並ぶように複数のコイル部材を備えているものであってもよい。

このような構成によれば、より強力な磁界を形成することが可能となり、当該ステータが適用される回転電機においてより大きな出力トルク（発生電力）を享受することが可能となる。

一方、本発明のステータの製造方法は、上述した回転電機のステータの製造方法であって、前記ステータコアに巻回された前記正巻線群および前記逆巻線群と同一形状の巻線群
組立体を予め単独で形成する巻線形成工程と、前記巻線群組立体を、その径方向に圧縮変形させた状態で前記ステータコアの内側に挿入する巻線挿入工程と、前記ステータコアの内側に挿入された前記巻線群組立体を拡径し、当該ステータコアの内側から前記スロットに対して当該巻線群組立体を挿入することにより、前記正巻線群および前記逆巻線群を形成する巻線装着工程と、を含むものである。

この方法によれば、上述したステータを効率良く製造することが可能となる。

なお、前記正巻線群および前記逆巻線群をコイル部材と定義したときに、前記ステータが、ステータコアの径方向に並ぶように複数のコイル部材が当該ステータコアに備えられるものである場合には、前記巻線形成工程では、各コイル部材の前記巻線群組立体をそれぞれ予め形成しておき、前記複数のコイル部材のうち、前記ステータコアの径方向外側に位置するコイル部材の前記巻線群組立体から順番に前記巻線挿入工程および前記巻線装着工程を実施することにより、各コイル部材を前記ステータコアに形成するのが好適である。

複数のコイル部材を含むステータを効率良く製造することが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、巻線全体の構造が比較的簡素で生産性の良いステータを提供することが可能となる。

本発明に係る回転電機のステータを示す斜視概略図である。 ステータを示す縦断面略図である。 ステータを示す平断面略図である。 図３の要部拡大図である。 巻線群の巻回経路を示すステータの展開縦断面模式図であり、（ａ）は、第１Ｕ相巻線群の巻回経路を示し、（ｂ）は第２Ｕ相巻線群の巻回経路を示す。 第１Ｕ相巻線群の巻回経路を示すステータの展開平面模式図（上面図）であり、（ａ）は、正巻線群の巻回経路を示し、（ｂ）は、逆巻線群の巻回経路を示す。 第２Ｕ相巻線群の巻回経路を示すステータの展開平面模式図（上面図）であり、（ａ）は、正巻線群の巻回経路を示し、（ｂ）は、逆巻線群の巻回経路を示す。 スロットから導出された巻線群の配索状態を示す断面模式図であり、（ａ）は、図６ｂのＶＩＩＩａ−ＶＩＩＩａ線に、（ｂ）は、図６のＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂ線にそれぞれ沿った断面模式図である。 ステータコアの軸方向端面上における巻線群の配索状態を示す断面模式図であり、（ａ）は、図６のＩＸａ−ＩＸａ線に、（ｂ）は、図６のＩＸｂ−ＩＸｂ線に、（ｃ）は、図６のＩＸｃ−ＩＸｃ線に、（ｄ）は、図６のＩＸｄ−ＩＸｄ線にそれぞれ沿った断面模式図である。 第１、第２Ｕ相巻線群の巻線の連結構造を示す模式図である。 （ａ）〜（ｃ）は、ステータの製造方法を説明する説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、ステータの製造方法の他の例を説明する説明図である。 第１、第２Ｕ相巻線群の巻線の連結構造を示す模式図である。 第１、第２Ｕ相巻線群の巻線の連結構造を示す模式図である。 第１、第２Ｕ相巻線群の巻線の連結構造を示す模式図である。 スロット内における巻線の配列の変形例を示す模式図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。

図１〜図３は、本発明に係る回転電機のステータＳを概略図で示しており、図１は斜視図で、図２、図３は断面図で各々ステータＳを示している。

同図に示すステータＳは、ハイブリット車両に搭載される三相交流モータに用いられるステータである。具体的には、当該ステータＳと、その内側に配置されるロータと、これらステータＳ及びロータを収容するケーシング等で三相交流モータ（本発明の回転電機に相当する）が構成される。

上記ステータＳは、円環状をなすステータコア１０と、このステータコア１０に巻回される複数の巻線群をそれぞれ含む、第１コイル部材１４Ａおよび第２コイル部材１４Ｂとを備えている。

前記ステータコア１０は、図３に示すように、周方向に等間隔で並ぶ複数の位置で内向きに開き、それぞれ放射状に延びる複数のスロット１２を備えている。当例では、上記三相交流モータは、８極のモータであり、ステータコア１０は、１相１極あたり２つのスロットを備えている。つまり、ステータコア１０は、合計４８個のスロット１２を備えている。そして、後に詳述する通り、これら４８個のスロット１２のうち、特定の複数のスロット１２を通過するようにＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各巻線群が当該ステータ１０に巻回されている。換言すれば、ステータコア１０には、Ｕ相の巻線群が各々挿入される互いに隣接した２つのスロット１２と、Ｖ相の巻線群が各々挿入される互いに隣接した２つのスロット１２と、Ｗ相の巻線群が各々挿入される互いに隣接した２つのスロット１２とを１セットとして、合計８セットのスロット群がステータコア１０の周方向に備えられている。

なお、図３には、Ｕ相の巻線群が各々挿入されるスロット１２を符号Ｕ１・Ｕ２、Ｕ３・Ｕ４……Ｕ１５・Ｕ１６で示し、Ｖ相の巻線群が各々挿入されるスロット１２を符号Ｖ１・Ｖ２、Ｖ３・Ｖ４……Ｖ１５・Ｖ１６で示し、Ｗ相の巻線群が各々挿入されるスロット１２を符号Ｗ１・Ｗ２、Ｗ３・Ｗ４……Ｗ１５・Ｗ１６で示している。以下の説明では、必要に応じて、Ｕ相の巻線群が挿入されるスロットの符号として符号１２の代わりに図３中に示す符号Ｕ１・Ｕ２、Ｕ３・Ｕ４……Ｕ１５・Ｕ１６を用い、同様に、Ｖ相の巻線群が各々挿入されるスロットの符号として同図中の符号Ｖ１・Ｖ２、Ｖ３・Ｖ４……Ｖ１５・Ｖ１６を用い、Ｗ相の巻線群が各々挿入されるスロットの符号としてＷ１・Ｗ２、Ｗ３・Ｗ４……Ｗ１５・Ｗ１６を用いるものとする。

ステータコア１０は、例えば図３に示すような形状を有する磁性体（鋼板）製の複数枚のプレートが積層一体化されることにより構成されている。

第１コイル部材１４Ａ及び第２コイル部材１４Ｂは、それぞれ、ステータコア１０に巻回される複数の巻線群を含んでいる。第１コイル部材１４Ａと第２コイル部材１４Ｂは、第２コイル部材１４Ｂが第１コイル部材１４Ａの内側に設けられている以外、基本的な構成は共通である。よって、以下の説明では、第１コイル部材１４Ａについて詳述した上で、必要に応じて第２コイル部材１４Ｂについて言及することにする。

第１コイル部材１４Ａは、スロットＵ１・Ｕ２、Ｕ３・Ｕ４……Ｕ１５・Ｕ１６を通過するようにステータコア１０に巻回される２つ一組のＵ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂ（第１Ｕ相巻線群２０Ｕａ、第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂと称す）と、スロットＶ１・Ｖ２、Ｖ３・Ｖ４……Ｖ１５・Ｖ１６を通過するようにステータコア１０に巻回される２つ一組のＶ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂ（第１Ｖ相巻線群２０Ｖａ、第２Ｖ相巻線群２０Ｖｂと称す）と、スロットＷ１・Ｗ２、Ｗ３・Ｗ４……Ｗ１５・Ｗ１６を通過するようにステータコア１０に巻回される２つ一組のＷ相巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂ（第１Ｗ相巻線群２０Ｗａ、第２Ｗ相巻線群２０Ｗｂと称す）とを含む。

Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂ、Ｖ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂ、及びＷ相巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂは、互いに異なるスロット１２を通過する以外、基本的な構成は共通である。よって、以下の説明では、Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂの構成について詳述した上で、必要に応じてＶ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂ、及びＷ相巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂの構成に言及することにする。また、以下の説明において上（上側）、下（下側）というときには、図１に示すステータＳの状態を基準とし、内（内側）、外（外側）というときには、ステータコア１０の径方向を基準とする。

なお、当例では、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａおよび第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂ、第１Ｖ相巻線群２０Ｖａおよび第２Ｖ相巻線群２０Ｖｂ、第１Ｗ相巻線群２０Ｗａおよび第２Ｗ相巻線群２０Ｗｂがそれぞれ、本発明の第１巻線群および第２巻線群に相当する。

第１Ｕ相巻線群２０Ｕａは、二つの等辺を有する断面三角形の素線により形成された複数の巻線で構成されている。当例では、図４に示すように、断面正三角形の素線により形成された合計６つの巻線で構成されている。詳細には、同図に示すように、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａは、３つの巻線ｒ１〜ｒ３からなる正巻線群２２ａと、３つの巻線ｒ１′〜ｒ３′からなる逆巻線群２２ｂとを含む。正巻線群２２ａと逆巻線群２２ｂとは、コイルエンド部（巻線のうちスロットの外側、つまりステータコア１０の軸方向端面上（上下両側の端面上）に配設される部分）においては、電流の流れる方向が周方向において互いに逆向きとなり、スロット内では、電流の流れる方向が同一となるように電流供給が行われるものであり、後に詳述する通り、スロット１２に対する巻線の挿入方向および導出方向が逆の関係になっている。

第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂも同様に、図４に示すように、断面正三角形の素線により形成された合計６つの巻線で構成されており、詳しくは、３つの巻線ｒ４〜ｒ６からなる正巻線群２４ａと、３つの巻線ｒ４′〜ｒ６′からなる逆巻線群２４ｂとを含む。

各Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂは、図５〜図７に示すようにして、ステータコア１０に波巻きで巻回されている。スロットＵ１、Ｕ２の位置を基準に具体的に説明すると、まず、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａは、図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、ステータコア１０の下側からスロットＵ１に挿入されて上側に導出され、ステータコア１０の上側からスロットＵ４に挿入されて下側に導出され、ステータコア１０の下側からスロットＵ５に挿入されて上側に導出されるという具合にして、スロットＵ１、Ｕ４、Ｕ５、Ｕ８、Ｕ９、Ｕ１２、Ｕ１３、Ｕ１６を通過するようにステータコア１０に巻回されている。

第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの逆巻線群２２ｂは、図５（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、ステータコア１０の上側からスロットＵ１に挿入されて下側に導出され、ステータコア１０の下側からスロットＵ４に挿入されて上側に導出され、ステータコア１０の上側からスロットＵ５に挿入されて下側に導出されるという具合にして、ステータコア１０に巻回されている。すなわち、逆巻線群２２ｂは、スロット１２に対する巻線の挿入方向及び導出方向が正巻線群２２ａとは逆になる状態で、正巻線群２２ａと同じスロットＵ１、Ｕ４、Ｕ５、Ｕ８、Ｕ９、Ｕ１２、Ｕ１３、Ｕ１６を通過するようにステータコア１０に巻回されている。

正巻線群２２ａの巻線ｒ１〜ｒ３と逆巻線群２２ｂの巻線ｒ１′〜ｒ３′とは、図４に示すように、ステータコア１０の径方向（図４では左右方向）に一列に並べられた状態で各スロットＵ１、Ｕ４〜Ｕ１６に挿入されている。詳しくは、巻線ｒ１〜ｒ３、ｒ１′〜ｒ３′のうち、隣接するものの辺同士が互いに当接するように、前記径方向の片側に正巻線群２２ａの巻線ｒ１〜ｒ３が連続して一列に並び、この正巻線群２２ａに隣接するように逆巻線群２２ｂの巻線ｒ１′〜ｒ３′が連続して一列に並んだ状態で各スロットＵ１、Ｕ４〜Ｕ１６に挿入されている。すなわち、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａ全体としての断面形状が平行四辺形となるように、当該第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａおよび逆巻線群２２ｂが各スロットＵ１、Ｕ４〜Ｕ１６に挿入されている。但し、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、正巻線群２２ａ及び逆巻線群２２ｂは、各スロットＵ１、Ｕ４〜Ｕ１６について、ステータコア１０の径方向における内外の位置関係が交互に入れ替わるように当該ステータコア１０に巻回されている。

一方、第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの正巻線群２４ａは、図５（ｂ）及び図７（ａ）に示すように、ステータコア１０の下側からスロットＵ２に挿入されて上側に導出され、ステータコア１０の上側からスロットＵ３に挿入されて下側に導出され、ステータコア１０の下側からスロットＵ６に挿入されて上側に導出されるという具合にして、スロットＵ２、Ｕ３、Ｕ６、Ｕ７、Ｕ９、Ｕ１０、Ｕ１１、Ｕ１４、Ｕ１５を通過するようにステータコア１０に波巻きで巻回されている。

第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの逆巻線群２４ｂは、図５（ｂ）及び図７（ｂ）に示すように、ステータコア１０の上側からスロットＵ２に挿入されて下側に導出され、ステータコア１０の下側からスロットＵ３に挿入されて上側に導出され、ステータコア１０の上側からスロットＵ６に挿入されて下側に導出されるという具合にして、ステータコア１０に巻回されている。すなわち、逆巻線群２４ｂは、スロット１２に対する巻線の挿入方向及び導出方向が正巻線群２４ａとは逆になる状態で、正巻線群２４ａと同じスロットＵ２、Ｕ３、Ｕ６、Ｕ７、Ｕ９、Ｕ１０、Ｕ１１、Ｕ１４、Ｕ１５を通過するようにステータコア１０に波巻きで巻回されている。

正巻線群２４ａの巻線ｒ４〜ｒ６と逆巻線群２４ｂの巻線ｒ４′〜ｒ６′は、上述した第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの各巻線群２２ａ、２２ｂと同様、図４に示すように、ステータコア１０の径方向に一列に並べられた状態で各スロットＵ２、Ｕ３〜Ｕ１５に挿入されている。そして、第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂについても、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、正巻線群２４ａ及び逆巻線群２４ｂは、各スロットＵ２、Ｕ３〜Ｕ１５について、ステータコア１０の径方向における内外の位置関係が交互に入れ替わるように当該ステータコア１０に巻回されている。

なお、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａ及び第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂは、図３及び図４に示すように、ステータコア１０の径方向最外側に位置する巻線ｒ１、ｒ４の向きが同じになるように、当例では巻線ｒ１、ｒ４の角部が互いに周方向の同じ側（図４では下側）を向くように、各スロットＵ１・Ｕ２……Ｕ１５・Ｕ１６に挿入されている。

第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａと第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの正巻線群２４ａとは、コイルエンド部において、正巻線群２２ａ及び正巻線群２４ａの断面形状が全体として平行四辺形（台形）になるようにステータコア１０の軸方向に沿って並べられている。

具体的には、スロットＵ１からステータコア１０の上側に導出される正巻線群２２ａ（第１Ｕ相巻線群２０Ｕａ）の各巻線ｒ１〜ｒ３は、図８（ａ）に示すように、正巻線群２２ａの断面形状が台形になるように並べられている。また、スロットＵ２からステータコア１０の上側に導出される正巻線群２４ａ（第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂ）の各逆巻ｒ４〜ｒ６は、断面形状が台形になるように並べられた上で、図８（ｂ）に示すように、正巻線群２２ａ及び正巻線群２４ａの断面形状が全体として平行四辺形になるように、正巻線群２２ａの下側に重ねられている。なお、図８（ａ）は、図６のＶＩＩＩａ−ＶＩＩＩａ線に沿った巻線群の断面模式図であり、図８（ｂ）は、図６のＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂ線に沿った同断面模式図である。

このように重ねられた第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａと第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの正巻線群２４ａは、図６（ａ）及び図７（ａ）に示すように、次のスロットＵ３、Ｕ４に向かうに伴い、ステータコア１０の径方向内側に変位するようにステータコア１０の上端面に沿って配されている。そしてまず、図７（ａ）に示すように、下側に位置する第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの正巻線群２４ａ（巻線ｒ４〜ｒ６）がステータコア１０の上側からスロットＵ３に挿入される。この場合、ステータコア１０の径方向に巻線ｒ４〜ｒ６が一列に並ぶように、正巻線群２４ａがスロットＵ３に挿入される。

他方、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａ（巻線ｒ１〜ｒ３）は、図６（ａ）に示すように、ステータコア１０の径方向に巻線ｒ１〜ｒ３が一列に並ぶように、ステータコア１０の上側からスロットＵ４に挿入される。

なお、ここでは、ステータコア１０の上側のコイルエンド部の正巻線群２２ａ、２４ａの配列について具体的に説明したが、下側のコイルエンド部では、正巻線群２２ａ、２４ａの上下関係が逆、すなわち図８（ｂ）の配列と上下対称な配列となる。これ以外の正巻線群２２ａ、２４ａの配列は、基本的にはステータコア１０の上下両側で共通している。

また、ここでは、正巻線群２２ａ、２４ａについて説明したが、ステータコア１０の上下両コイルエンド部における逆巻線群２２ｂ、２４ｂの配列も、基本的には正巻線群２２ａ、２４ａと同様である。すなわち、図８（ａ）、（ｂ）の巻線ｒ１〜ｒ３、巻線ｒ４〜ｒ６を巻線ｒ１′〜ｒ３′、巻線ｒ４′〜ｒ６′に置き換えた配列と同等である。

このようにして、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａ及び第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂがステータコア１０に巻回されている。なお、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａ及び第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂは、互いに隣接する一対のスロットＵ１・Ｕ２、Ｕ３・Ｕ４……Ｕ１５・Ｕ１６に順次挿入されるが、上記の通り（図５〜図７に示す通り）、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａ及び第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂは、互いに隣接する一対のスロットＵ１・Ｕ２、Ｕ３・Ｕ４……Ｕ１５・Ｕ１６について、交互に周方向の異なる側のスロット１２へ挿入されている。すなわち、奇数番のスロット１２から導出された巻線群は、次の偶数番のスロット１２に挿入され、他方、偶数番のスロット１２から導出された巻線群は、次の奇数番のスロット１２に挿入される。その結果、上述の通り、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａは、スロットＵ１、Ｕ４、Ｕ５、Ｕ８、Ｕ９、Ｕ１２、Ｕ１３、Ｕ１６に挿入され、第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂは、スロットスロットＵ２、Ｕ３、Ｕ６、Ｕ７、Ｕ９、Ｕ１０、Ｕ１１、Ｕ１４、Ｕ１５に挿入されている。このようにして第１Ｕ相巻線群２０Ｕａ及び第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂがステータコア１０に巻回されることで、正巻線群２２ａと正巻線群２４ａとが互いに交差することなく、また、逆巻線群２２ｂと逆巻線群２４ｂとが互いに交差することなく、ステータコア１０に第１Ｕ相巻線群２０Ｕａ及び第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂが波巻きで巻回されている。

以上、Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂの構成について詳述したが、Ｖ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂ、及びＷ相巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂも通過するスロット１２の位置が異なる以外、基本的にはＵ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂと同等の構成である。

ステータコア１０の上下のコイルエンド部において、Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂと、Ｖ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂと、Ｗ相巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂとは、ステータコア１０の径方向に互いに隣接する状態で並んでおり、それぞれスロット１２から導出されてその導出位置から次に挿入されるスロット１２に向かうに伴い、ステータコア１０の径方向内側、又は外側に変位して前記導出位置とはステータコア１０の径方向の異なる位置で次のスロット１２に挿入されている。

この点について図８（ｂ）、図９（ａ）〜（ｄ）を用いて具体的に説明する。図８（ｂ）は上記の通り、図６のＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂ線に沿った巻線群の断面模式図、つまり、スロットＵ２とスロットＶ１との間の位置の巻線群の断面模式図であり、図９（ａ）〜（ｄ）は、図６のＩＸａ−ＩＸａ線、ＩＸｂ−ＩＸｂ線、ＩＸｃ−ＩＸｃ線及びＩＸｄ−ＩＸｄ線にそれぞれ沿った巻線群の断面模式図、つまり、スロットＶ１〜Ｕ３における各スロット間の巻線群の断面模式図である。

これらの図に示すように、スロットＵ２とスロットＶ１の間の位置では、図８（ｂ）に示すように、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａと第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの正巻線群２４ａとが上下に重ねられている。そして、これらＵ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂの内側に、第１Ｗ相巻線群２０Ｗａの逆巻線群２２ｂと第２Ｗ相巻線群２０Ｗｂの逆巻線群２４ｂとが同様に上下に重ねられ、さらにその内側に、第１Ｖ相巻線群２０Ｖａの逆巻線群２２ｂと第２Ｕ相巻線群２０Ｖｂの逆巻線群２４ｂとが同様に上下に重ねられている。

そして、スロットＶ１の位置で、最も内側に位置する第２Ｖ相巻線群２０Ｖａの逆巻線群２２ｂがスロットＶ１に挿入される一方で、スロットＶ１から第２Ｖ相巻線群２０Ｖａの正巻線群２２ａが導出されることにより、スロットＶ１とスロットＶ２の間の位置では、図９（ａ）に示すように、第１Ｖ相巻線群２０Ｖａの正巻線群２２ａがＵ相巻線群２
０Ｕａ、２０Ｕｂの外側に重ねられる。

そして次に、スロットＶ２の位置で、最も内側に位置する第２Ｖ相巻線群２０Ｖｂの逆巻線群２４ｂがスロットＶ２に挿入される一方で、スロットＶ２から第２Ｖ相巻線群２０Ｖｂの正巻線群２４ａが導出されることにより、スロットＶ２とスロットＷ１の間の位置では、図９（ｂ）に示すように、第２Ｖ相巻線群２０Ｖｂの正巻線群２４ａがＵ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂの外側において、第２Ｖ相巻線群２０Ｖａの正巻線群２２ａの下側に重ねられる。

そして次に、スロットＷ１の位置で、最も内側に位置する第２Ｗ相巻線群２０Ｗａの逆巻線群２２ｂがスロットＷ１に挿入される一方で、スロットＷ１から第２Ｗ相巻線群２０Ｗａの正巻線群２２ａが導出されることにより、スロットＷ１とスロットＷ２の間の位置では、図９（ｃ）に示すように、第２Ｗ相巻線群２０Ｗａの正巻線群２２ａがＶ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂの外側に重ねられる。

そして次に、スロットＷ２の位置で、最も内側に位置する第２Ｗ相巻線群２０Ｗｂの逆巻線群２４ｂがスロットＷ２に挿入される一方で、スロットＷ２から第２Ｗ相巻線群２０Ｗｂの正巻線群２４ａが導出されることにより、スロットＷ２とスロットＵ３の間の位置では、図９（ｄ）に示すように、第２Ｗ相巻線群２０Ｗｂの正巻線群２４ａがＶ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂの外側において、第２Ｗ相巻線群２０Ｗａの正巻線群２２ａの下側に重ねられる。

このように、Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂ、Ｖ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂ、及びＷ相巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂが、ステータコア１０の径方向に互いに隣接する状態で並び、それぞれスロット１２から導出されてその導出位置から次のスロット１２に向かうに伴い、ステータコア１０の径方向内側に変位しながらスロット１２に挿入されることで、これら巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂ、２０Ｖａ、２０Ｖｂ、２０Ｗａ、２０Ｗｂが相互に交差することなくコンパクトに配列された状態のままで次のスロット１２に導かれるようになっている。

なお、上記ステータＳのＵ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂ、Ｖ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂ、及びＷ相巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂに各々含まれる正巻線群２２ａ、２４ａおよび逆巻線群２２ｂ、２４ｂは、当例では次のように繋がっている。

図１０は、Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂの正巻線群２２ａ、２４ａおよび逆巻線群２２ｂ、２４ｂの構造を模式的に示している。なお、同図中の白丸は、巻線の巻き始め端を示し、黒丸は巻線の巻き終わり端を示している（図１３〜図１５についても同じ）。

Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂの巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂを各々構成する４つの巻線（ｒ１〜ｒ３、ｒ１′〜ｒ３′、ｒ４〜ｒ６、ｒ４′〜ｒ６′）は、各々１本の素線が上述した所定のスロット１２を通過するようにステータコア１０に波巻きで３回巻回されることにより形成されている。そして、各巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂが所定の順番で直列に繋げられている。具体的には、同図に示すように、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａの巻き終わり端ａ２が第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの正巻線群２４ａの巻き始め端ａ１′に繋がり、当該正巻線群２４ａの巻き終わり端ａ２′が第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの逆巻線群２２ｂの巻き始め端ｂ１に繋がり、当該逆巻線群２２ｂの巻き終わり端ｂ２が、第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの逆巻線群２４ｂの巻き始め端ｂ１′に繋がっている。そして、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａの巻き始め端ａ１が電流の入力部３０とされ、第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの逆巻線群２４ｂの巻き終わり端ｂ２′が中性点３２とされている。すなわち、電流が入力される側を入力端、出力される側を出力端としたときに、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａの出力端の巻線ｒ３が第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの正巻線群２４ａの入力端の巻線ｒ４に繋がり、当該第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの正巻線群の出力端の巻線ｒ６が第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの逆巻線群２２ｂの入力端の巻線ｒ１′に繋がり、当該第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの逆巻線群２２ｂの出力端の巻線ｒ３′が第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの逆巻線群２４ｂの入力端の巻線ｒ４′に繋がることにより、同一相（Ｕ相）の全ての巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂが直列に繋がっている。

ここでは、Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂの正巻線群２２ａ、２４ａおよび逆巻線群２２ｂ、２４ｂの接続構造について説明したが、Ｖ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂの正巻線群２２ａ、２４ａおよび逆巻線群２２ｂ、２４ｂや、Ｗ相巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂの正巻線群２２ａ、２４ａおよび逆巻線群２２ｂ、２４ｂも同様の構造である。

以上、第１コイル部材１４Ａの構成について説明したが、第２コイル部材１４Ｂの構成も第１コイル部材１４Ａと同等である。なお、図３及び図４に示すように、第２コイル部材１４Ｂの第２Ｕ相巻線群２０Ｕａは、第１コイル部材１４Ａの第１Ｕ相巻線群２０Ｕａに対してステータコア１０の径方向に一列に並ぶように当該第１Ｕ相巻線群２０Ｕａと同じスロット１２内に挿入され、第２コイル部材１４Ｂの第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂは、第１コイル部材１４Ａの第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂに対して前記径方向に一列に並ぶように当該第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂと同じスロット１２に配列されている。第２コイル部材１４ＢのＶ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂ及びＷ相巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂも同様である。

以上のように、上記ステータＳは、Ｕ相の巻線群として、正巻線群２２ａおよび逆巻線群２２ｂを有する第１Ｕ相巻線群２０Ｕａと、正巻線群２４ａおよび逆巻線群２４ｂをそれぞれ有する第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂと含むものであるが、上記の通り、各巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂは各々一本の素線で構成されており、しかも巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂが全て直列に繋がった構造を有している。Ｖ相の各巻線群２０Ｖａ、２０ＶｂおよびＷ相の各巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂについても同様である。そのため、同一相について多くの巻線を含むものでありながらも、巻線全体の構造が簡素であり、比較的無駄が少ない生産性の良いものとなる。

また、各巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂ、２０Ｖａ、２０Ｖｂ、２０Ｗａ、２０Ｗｂの巻線は断面正三角形の素線により形成され、巻線ｒ１〜ｒ３、ｒ１′〜ｒ３′（巻線ｒ４〜ｒ６、ｒ４′〜ｒ６′）が、辺同士を当接させて一列に配列された状態でスロット１２に挿入されている。つまり、隣接する巻線同士は、一列に並びながらもステータコア１０の径方向に重なりあった状態（オーバーラップした状態）でスロット１２に内に挿入されている。そのため、巻線（素線）の断面形状が円形や矩形（長方形）のものに比べるとスロット内における巻線群の占有スペースを効果的に縮小することができる。また、ステータコアの軸方向両端（コイルエンド部分）についても、全体として断面形状が平行四辺形（台形）になるように、ステータコア１０の軸方向に沿って巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂ（２０Ｖａ、２０Ｖｂ、２０Ｗａ、２０Ｗｂ）の巻線ｒ１〜ｒ３、ｒ４〜ｒ６ｒ１′〜ｒ３′（巻線ｒ１′〜ｒ３′、ｒ４′〜ｒ６′）が集結して並べられ、これにより隣接する巻線同士がステータコア１０の軸方向及び径方向に重なり合った状態（オーバラップした状態）で配列されている。そのため、ステータコア１０の軸方向端面上についても、各巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂ、２０Ｖａ、２０Ｖｂ、２０Ｗａ、２０Ｗｂの占有スペースを小さく抑えることができる。従って、このステータＳによれば、スロット１２内やステータコア１０の軸方向端面上（つまり、コイルエンド部分）における各巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂ、２０Ｖａ、２０Ｖｂ、２０Ｗａ、２０Ｗｂの占有スペースを効果的に抑制することが可能であり、これにより、ステータＳの小型化および軽量化を図ることができるという利点もある。

なお、上述したステータＳは、例えば図１１に示すような方法に従って製造することができる。すなわち、ステータコア１０に巻回された状態のコイル部材１４Ａ（巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂ、２０Ｖａ、２０Ｖｂ、２０Ｗａ、２０Ｗｂ）と同一形状の巻線群組立体３４を予め単独で形成し（巻線形成工程）、この巻線群組立体３４全体を径方向に圧縮変形させた状態で、同図（ａ）及び（ｂ）に示すようにステータコア１０の内側に挿入する（巻線挿入工程）。その後、ステータコア１０の内側に挿入された巻線群組立体を拡径し、当該ステータコア１０の内側から所定のスロット１２に対して各巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂ、２０Ｖａ、２０Ｖｂ、２０Ｗａ、２０Ｗｂを挿入することにより、巻線群組立体３４をステータコア１０に装着する（巻線装着工程）。そして、上記工程を繰り返すことにより、図２に示すような、２つのコイル部材１４Ａ、１４Ｂを備えるステータＳを製造する。

このような方法によれば、ステータコア１０に対して素線を巻回しながら巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂ、２０Ｖａ、２０Ｖｂ、２０Ｗａ、２０Ｗｂを形成する場合に比べて、上記ステータＳを効率良く製造することが可能となる。なお、この場合、上記巻線挿入工程では、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、巻線群組立体３４のうち、その軸方向一端側のみを径方向に縮径させることにより、当該巻線群組立体３４全体を略円錐台状に圧縮変形させておき、縮径された側からステータコア１０の内側に巻線群組立体３４を挿入するようにしてもよい。このような方法によれば、巻線装着工程における巻線群の拡径作業が容易になるため、より効率良くステータを製造することが可能となる。

なお、図１１及び図１２では、上記工程を繰り返すことにより、２つのコイル部材１４Ａ、１４Ｂを備えたステータＳを製造しているが、例えば巻線形成工程において、予め２つのコイル部材１４Ａ、１４Ｂを含むような巻線群組立体３４を形成し、これをステータコア１０に挿入するようにしてもよい。

ところで、上述したステータＳは、本発明に係る回転電機のステータの好ましい実施形態の例示であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、次のような構成を採用することも可能である。

例えば、Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂ、Ｖ相巻線群２０Ｖａ、２０ＶｂおよびＷ相巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂに含まれる正巻線群２２ａ、２４ａおよび逆巻線群２２ｂ、２４ｂの連結構造としては、図１０に示した構造以外に、図１３〜図１５に示すような構造を適用してもよい。以下、各図の連結構造について説明する。

図１３は、Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂの正巻線群２２ａ、２４ａおよび逆巻線群２２ｂ、２４ｂの連結構造を模式的に示している。同図の構造は、図１０の構造と同様に巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂが直列に繋がるものであるが、その順序が図１０のものと相違している。すなわち、図１３の構造では、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａの巻き終わり端ａ２が第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの逆巻線群２２ｂの巻き始め端ｂ１に繋がり、当該逆巻線群２２ｂの巻き終わり端ｂ２が第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの正巻線群２４ａの巻き始め端ａ１′に繋がり、当該正巻線群２４ａの巻き終わり端ａ２′が、第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの逆巻線群２４ｂの巻き始め端ｂ１′に繋がっている。そして、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａの巻き始め端ａ１が電流の入力部３０とされ、第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの逆巻線群２４ｂの巻き終わり端ｂ２′が中性点３２とされている。すなわち、電流が入力される側を入力端、出力される側を出力端としたときに、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａの出力端の巻線ｒ３が第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの逆巻線群２２ｂの入力端の巻線ｒ１′に繋がり、当該逆巻線群２２ｂの出力端の巻線ｒ３′が第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの正巻線群２４ａの入力端の巻線ｒ４に繋がり、当該正巻線群２４ａの出力端の巻線ｒ６が第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの逆巻線群２４ｂの入力端のｒ４′に繋がることにより、同一相（Ｕ相）の全ての巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂが直列に繋がっている。

ここでは、Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂの正巻線群２２ａ、２４ａおよび逆巻線群２２ｂ、２４ｂの構造について説明したが、Ｖ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂの正巻線群２２ａ、２４ａおよび逆巻線群２２ｂ、２４ｂや、Ｗ相巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂの正巻線群２２ａ、２４ａおよび逆巻線群２２ｂ、２４ｂも同様の構造である。

このようなステータＳの構造の場合も、同一相の全ての巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂが直列に繋がる構造であるため、図１０の構造と同様に、巻線全体の構造が簡素で、比較的無駄が少ない生産性の良いステータＳとなる。

図１４は、Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂの正巻線群２２ａ、２４ａおよび逆巻線群２２ｂ、２４ｂの構造を模式的に示している。この図１４の構造では、Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂの各正巻線群２２ａ、２４ａの巻き始め端ａ１、ａ１′が接続されてこの接続端が電流の入力部３０とされ、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａの巻き終わり端ａ２が第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの逆巻線群２２ｂの巻き始め端ｂ１に繋がり、第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの正巻線群２２ａの巻き終わり端ａ２′が第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの逆巻線群２２ｂの巻き始め端ｂ１′に繋がっている。そして、Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂの各逆巻線群２２ｂ、２４ｂの巻き終わり端ｂ２、ｂ２′が接続されてこの接続端が中性点３２とされている。すなわち、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａおよび第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの各正巻線群２２ａ、２４ａの入力端の巻線ｒ１，ｒ４同士が並列に繋がり、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａの出力端の巻線ｒ３が当該第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの逆巻線群２２ｂの入力端の巻線ｒ′に繋がり、第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの正巻線群２４ａの出力端の巻線ｒ６が当該第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの逆巻線群２４ｂの入力端の巻線ｒ４′に繋がり、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａおよび第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの各逆巻線群２２ｂ、２４ｂの出力端の巻線ｒ３′ｒ６′同士が並列に繋がっている。

ここでは、Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂの正巻線群２２ａ、２４ａおよび逆巻線群２２ｂ、２４ｂの構造について説明したが、Ｖ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂの正巻線群２２ａ、２４ａおよび逆巻線群２２ｂ、２４ｂや、Ｗ相巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂの正巻線群２２ａ、２４ａおよび逆巻線群２２ｂ、２４ｂも同様の構造である。

このようなステータＳの構造によれば、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａと逆巻線群２２ｂとが直列に繋がり、第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの正巻線群２４ａと逆巻線群２４ｂとが直列に繋がる構造であるため、この点で巻線の構造が簡素なものとる。

図１５は、Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂの正巻線群２２ａ、２４ａおよび逆巻線群２２ｂ、２４ｂの構造を模式的に示している。この図１５の構造では、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの各巻線群２２ａ、２２ｂの巻き始め端ａ１、ｂ１が接続されてこの接続端が電流の入力部３０とされ、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａの巻き終わり端ａ２が第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの正巻線群２４ａの巻き始め端ａ１′に繋がり、第１Ｕ相巻線群２０Ｕｂの逆巻線群２２ｂの巻き終わり端ｂ２が第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの逆巻線群２４ｂの巻き始め端ｂ１′に繋がっている。そして、第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの各巻線群２４ａ、２４ｂの巻き終わり端ａ２′、ｂ２′が接続されてこの接続端が中性点３２とされている。すなわち、電流が入力される側を入力端、出力される側を出力端と定義したときに、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａにおける正巻線群２２ａおよび逆巻線群２２ｂの各々入力端の巻線ｒ１、ｒ１′同士が並列に繋がり、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａの出力端の巻線ｒ３が第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの正巻線群２４ａの入力端の巻線ｒ４に繋がり、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの逆巻線群２２ｂの出力端の巻線ｒ３′が第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの逆巻線群２４ｂの入力端の巻線ｒ４′に繋がり、第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂにおける正巻線群２４ａおよび逆巻線群２４ｂの各々出力端の巻線ｒ６，ｒ６′同士が並列に繋がっている。

ここでは、Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂの正巻線群２２ａ、２４ａおよび逆巻線群２２ｂ、２４ｂの構造について説明したが、Ｖ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂの正巻線群２２ａ、２４ａおよび逆巻線群２２ｂ、２４ｂや、Ｗ相巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂの正巻線群２２ａ、２４ａおよび逆巻線群２２ｂ、２４ｂも同様の構造である。

このようなステータＳの構造によれば、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａと第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの正巻線群２４ａとが直列に繋がり、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの逆巻線群２２ｂと第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの逆巻線群２４ｂとが直列に繋がる構造であるため、この点で巻線の構造が簡素なものとる。

なお、上記実施形態では、各巻線群２０Ｕａ・２０Ｕｂ、２０Ｖａ・２０Ｖｂ、２０Ｗａ・２０Ｗｂの巻線ｒ１〜ｒ３、ｒ１′〜ｒ３′ｒ４〜ｒ６、ｒ４′〜ｒ６′は断面正三角形であるが、巻線ｒ１〜ｒ３等は二つの等辺を有する断面三角形（断面二等辺三角形）であってもよい。例えば、巻線ｒ１〜ｒ３等は断面直角二等辺三角形のものであってもよい。この場合、例えばＵ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕａを形成する巻線ｒ１〜ｒ３、ｒ１′〜ｒ３′ｒ４〜ｒ６、ｒ４′〜ｒ６′は、等辺が互いに当接するように隣接する巻線同士がステータコア１０の径方向に一列に並べられた状態でスロット１２に挿入され、かつ、ステータコア１０の軸方向端面上では、Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕａ全体としての断面形状が平行四辺形（台形）になるように、当該Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕａがステータコア１０の軸方向に沿って配列されればよい。Ｖ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂ、Ｗ相巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂについても同様である。

また、各巻線群２０Ｕａ・２０Ｕｂ、２０Ｖａ・２０Ｖｂ、２０Ｗａ・２０Ｗｂの巻線ｒ１〜ｒ３、ｒ１′〜ｒ３′ｒ４〜ｒ６、ｒ４′〜ｒ６′は断面三角形以外に、断面矩形や断面円形であってもよい。このように断面矩形や断面円形の巻線ｒ１〜ｒ３、ｒ１′〜ｒ３′ｒ４〜ｒ６、ｒ４′〜ｒ６′を用いる場合でも、図１０及び図１３〜図１５に示すような構造に従えば、巻線の構造を簡素化して生産性の良いステータＳを提供することが可能となる。

また、上記実施形態のステータＳは、２組のコイル部材１４Ａ、１４Ｂを備えているが、コイル部材は１組だけでもよいし、また、３組以上備えていてもよい。

また、上記実施形態のステータＳでは、各巻線群２０Ｕａ、２０Ｖａ、２０Ｗａ（２０Ｕｂ、２０Ｖｂ、２０Ｗｂ）は、３つの巻線ｒ１〜ｒ３（ｒ４〜ｒ６）からなる正巻線群２２ａ（２４ａ）と、巻線ｒ１′〜ｒ３′（ｒ４′〜ｒ６′）からなる逆巻線群２２ｂ（２４ｂ）とから構成されているが、正巻線群２２ａ（２４ａ）および逆巻線群２２ｂ（２４ｂ）の巻線の数は３つに限定されるものではなく変更可能である。

また、上記実施形態のステータＳでは、図４に示すように、例えば第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａは、電流の入力端の巻線ｒ１がステータコア１０の径方向外側（図４では左側）に位置し、出力端の巻線ｒ３が径方向内側に位置するように各巻線ｒ１〜ｒ３がスロット１２内において配列されているが、例えば図１６（ａ）に示すように逆の配列であってもよい。また、図１６（ｂ）〜図１６（ｅ）に示すようなその他の配列であってもよい。但し、図４や図１６（ａ）に示す配列の場合、１本の素線で正巻線群２２ａ（逆巻線群２２ｂ）を構成しようとすると、スロット１２内における巻線ｒ１と巻線ｒ２の向きが異なり、同様に巻線ｒ２と巻線ｒ３の向きが異なるため、スロット１２への巻線の挿入際して素線を２回捩る必要がある。これに対して、例えば図１６（ｂ）の配列によれば、巻線ｒ１と巻線ｒ２の向きは同じで、巻線ｒ２と巻線ｒ３の向きだけが異なるため、スロット１２への巻線の挿入際して素線を捩る回数は１回ですむ。図１６（ｃ）〜図１６（ｅ）についても同様に素線を捩る回数は１回ですむ。従って、図１６（ｂ）〜図１６（ｅ）の配列によれば、図４や図１６（ａ）に示す配列に比べると、素線の捩り回数が少ない分、生産性が良いという利点がある。

また、上記実施形態のステータＳでは、４８スロット８極を具体的に取り上げて説明したが、スロット数、極数はこれに限定されるものではなく、その他のスロット数、極数を組合せたステータにおいても適用可能である。

なお、この実施形態では、三相交流モータに適用されるステータについて説明したが、本発明のステータは、勿論、発電機やモータ兼発電機等にも適用可能である。

１０ ステータコア
１２ スロット
１４Ａ 第１コイル部材
１４Ｂ 第２コイル部材
２０Ｕａ 第１Ｕ相巻線群
２０Ｕｂ 第２Ｕ相巻線群
２０Ｖａ 第１Ｖ相巻線群
２０Ｖｂ 第２Ｖ相巻線群
２０Ｗａ 第１Ｗ相巻線群
２０Ｗｂ 第２Ｗ相巻線群
２２ａ、２４ａ 正巻線群
２２ｂ、２４ｂ 逆巻線群
Ｓ ステータ
ｒ１〜ｒ３、ｒ１′〜ｒ３′ 巻線
ｒ４〜ｒ６、ｒ４′〜ｒ６′ 巻線

Claims (8)

1. ロータと共に回転電機を構成するステータの巻線構造であって、
   環状をなし、周方向の複数の位置でそれぞれ内向きに開いて放射状に延びる複数のスロットを有するステータコアと、
   同一相の巻線群として、前記複数のスロットのうち、特定の複数のスロットを通過するように、素線が前記ステータコアに波巻きで巻回されることにより形成されかつ直列に繋がる複数の巻線を含む正巻線群と、当該正巻線群の巻線と共通のスロットを通過しかつ前記スロットに対する巻線の挿入方向及び導出方向が前記正巻線群とは逆になるように、素線が前記ステータコアに波巻きで巻回されることにより形成されかつ直列に繋がる複数の巻線を含むとともにスロット内において正巻線群に対し前記ステータの径方向に隣接して配置されて当該正巻線群の巻線に流れる電流の方向と同一方向の電流が巻線に流れるように駆動電流が与えられる逆巻線群とをそれぞれ含み、かつ巻線が互いに隣接するスロットを通過するように設けられる第１巻線群および第２巻線群を有しており、
   電流が入力される側を入力端、出力される側を出力端と定義したときに、
   前記第１巻線群の正巻線群の出力端の巻線が前記第２巻線群の正巻線群の入力端の巻線に繋がり、当該第２巻線群の正巻線群の出力端の巻線が前記第１巻線群の逆巻線群の入力端の巻線に繋がり、当該第１巻線群の逆巻線群の出力端の巻線が前記第２巻線群の逆巻線群の入力端の巻線に繋がることにより、同一相の全ての巻線群の巻線が直列に繋がっている、ことを特徴とするステータの巻線構造。
2. 請求項１に記載のステータの巻線構造において、
   前記正巻線群の前記複数の巻線および前記逆巻線群の前記複数の巻線は、それぞれ、連続する１本の素線が前記ステータコアに複数回波巻きで巻回されることにより形成されている、ことを特徴とするステータの巻線構造。
3. ロータと共に回転電機を構成するステータの巻線構造であって、
   環状をなし、周方向の複数の位置でそれぞれ内向きに開いて放射状に延びる複数のスロットを有するステータコアと、
   同一相の巻線群として、前記複数のスロットのうち、特定の複数のスロットを通過するように、素線が前記ステータコアに波巻きで巻回されることにより形成されかつ直列に繋がる複数の巻線を含む正巻線群と、当該正巻線群の巻線と共通のスロットを通過しかつ前記スロットに対する巻線の挿入方向及び導出方向が前記正巻線群とは逆になるように、素線が前記ステータコアに波巻きで巻回されることにより形成されかつ直列に繋がる複数の巻線を含むとともにスロット内において正巻線群に対し前記ステータの径方向に隣接して配置されて当該正巻線群の巻線に流れる電流の方向と同一方向の電流が巻線に流れるように駆動電流が与えられる逆巻線群とをそれぞれ含み、かつ巻線が互いに隣接するスロットを通過するように設けられる第１巻線群および第２巻線群を有しており、
   電流が入力される側を入力端、出力される側を出力端と定義したときに、
   前記第１巻線群の正巻線群の出力端の巻線が前記第２巻線群の正巻線群の入力端の巻線に繋がり、前記第１巻線群の逆巻線群の出力端の巻線が前記第２巻線群の逆巻線群の入力端の巻線に繋がり、前記第１巻線群における正巻線群および逆巻線群の各々入力端の巻線同士が並列に繋がるとともに前記第２巻線群における正巻線群および逆巻線群の各々出力端の巻線同士が並列に繋がっている、ことを特徴とするステータの巻線構造。
4. 請求項３に記載のステータの巻線構造において、
   前記正巻線群の前記複数の巻線および前記逆巻線群の前記複数の巻線は、それぞれ、連続する１本の素線が前記ステータコアに複数回波巻きで巻回されることにより形成されている、ことを特徴とするステータの巻線構造。
5. 請求項１乃至４に記載のステータの巻線構造において、
   前記素線は、二つの等辺を有する断面三角形であり、前記正巻線群の複数の巻線および前記逆巻線群の複数の巻線は、隣接する巻線の前記等辺同士が当接するように前記ステータコアの径方向に一列に並べられた状態で前記特定のスロットに挿入されている、ことを特徴とするステータの巻線構造。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載のステータの巻線構造において、
   前記正巻線群および前記逆巻線群をコイル部材と定義したときに、
   前記ステータは、前記ステータコアの径方向に並ぶように複数のコイル部材を備えていることを特徴とするステータの巻線構造。
7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載の回転電機のステータの製造方法であって、
   前記ステータコアに巻回された前記正巻線群および前記逆巻線群と同一形状の巻線群組立体を予め単独で形成する巻線形成工程と、
   前記巻線群組立体を、その径方向に圧縮変形させた状態で前記ステータコアの内側に挿入する巻線挿入工程と、
   前記ステータコアの内側に挿入された前記巻線群組立体を拡径し、当該ステータコアの内側から前記スロットに対して当該巻線群組立体を挿入することにより、前記正巻線群および前記逆巻線群を形成する巻線装着工程と、を含むことを特徴とするステータの製造方法。
8. 請求項７に記載の回転電機のステータにおいて、
   前記正巻線群および前記逆巻線群をコイル部材と定義したときに、前記ステータは、ステータコアの径方向に並ぶように複数のコイル部材が当該ステータコアに備えられるものであって、
   前記巻線形成工程では、各コイル部材の前記巻線群組立体をそれぞれ予め形成しておき、前記複数のコイル部材のうち、前記ステータコアの径方向外側に位置するコイル部材の前記巻線群組立体から順番に前記巻線挿入工程および前記巻線装着工程を実施することにより、各コイル部材を前記ステータコアに形成することを特徴とするステータの製造方法。

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