JP6954374B2 - ステータ - Google Patents

Description

本発明は、ステータに関する。

従来、互いに並列に接続された同相のコイル部を備えるステータが知られている。このようなステータは、たとえば、国際公開第２０１６／１５３００１号に開示されている。

上記国際公開第２０１６／１５３００１号では、平角導線が同芯巻きされた同相の第１同芯巻コイル（コイル部）、第２同芯巻コイル、第３同芯巻コイルおよび第４同芯巻コイルを備える回転電機が開示されている。第１同芯巻コイル、第２同芯巻コイル、第３同芯巻コイルおよび第４同芯巻コイルは、互いに並列に接続されている。そして、第１同芯巻コイル、第２同芯巻コイル、第３同芯巻コイルおよび第４同芯巻コイルは、それぞれ、コイル中心が、磁極の中心に対して、周方向の一方側に位置する一方側同芯巻コイルと、周方向の他方側に位置する他方側同芯巻コイルとを有する。なお、一方側同芯巻コイルおよび他方側同芯巻コイルを構成する平角導線の端部（リード線部）同士は、コイルエンド部の上方側（軸線方向外側）において互いに接続されている。また、コイル中心とは、一対のスロット収容部がそれぞれ配置されている２つのスロットの間の、周方向における中央の位置を意味する。また、磁極の中心とは、互いに電気的に接続された２つの同芯巻コイルの各々のコイル中心の間の、周方向における中央の位置を意味する。

そして、国際公開第２０１６／１５３００１号では、第１同芯巻コイル、第２同芯巻コイル、第３同芯巻コイルおよび第４同芯巻コイルは、それぞれ、コイル中心が、磁極の中心に対して、周方向の一方側に位置する一方側同芯巻コイルと、周方向の他方側に位置する他方側同芯巻コイルとを有するので、同芯巻コイルが、磁極の中心に対して周方向の一方側のみ、または、他方側のみに偏って配置されることが防止される。つまり、磁極の中心に対する同芯巻コイルの位置の関係（バランス）が、第１同芯巻コイル、第２同芯巻コイル、第３同芯巻コイルおよび第４同芯巻コイルにおいて互いに等しくなるので、第１同芯巻コイル、第２同芯巻コイル、第３同芯巻コイルおよび第４同芯巻コイルの間において抵抗差が生じることが抑制される。これにより、第１同芯巻コイル、第２同芯巻コイル、第３同芯巻コイルおよび第４同芯巻コイルにおいて循環電流が生じることが低減されるので、ノイズや振動の発生が低減される。

国際公開第２０１６／１５３００１号

しかしながら、国際公開第２０１６／１５３００１号の回転電機では、循環電流に起因するノイズや振動の発生が低減されている一方、第１〜第４同芯巻コイルの各々の一方側同芯巻コイルと他方側同芯巻コイルとを接続する接続部を、他の同芯巻コイルのコイルエンド部を跨ぐように避けて配置する必要がある。このため、ステータの中心軸線方向または径方向の長さが大きくなるという問題点がある。

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、中心軸線方向または径方向のステータの大型化を抑制しながら、コイル内での循環電流に起因するノイズや振動の発生を低減することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面におけるステータは、複数のスロットが設けられるステータコアと、ステータコアのスロットに配置され、導線が波巻きされたコイルとを備え、コイルは、互いに並列に接続された同相の第１コイル部、第２コイル部、第３コイル部および第４コイル部を含み、複数のスロットのうち、隣り合う２つのスロットのうちの周方向の一方側を第１スロット、周方向の他方側を第２スロットとし、第１スロットから周方向の他方側に所定のスロット分離れた位置に配置されるスロットを第３スロットとし、第３スロットの周方向の他方側に隣り合うスロットを第４スロットとし、第１コイル部、第２コイル部、第３コイル部および第４コイル部は、それぞれ、周方向において、第１スロットと第３スロットとを渡るように配置される一方側コイル部分と、第２スロットと第４スロットとを渡るように配置される他方側コイル部分とを含み、第１コイル部、第２コイル部、第３コイル部および第４コイル部の各々において、一方側コイル部分は、ステータコアに配置される全ての第１スロットと全ての第３スロットとを交互にステータコアの１周分渡るように配置されることにより構成され、他方側コイル部分は、ステータコアに配置される全ての第２スロットと全ての第４スロットとを交互にステータコアの１周分渡るように、かつ、スロットにおいて一方側コイル部分が配置された部分から径方向にずれた位置に配置されることにより構成されている。

この発明の一の局面によるステータでは、上記のように、第１コイル部、第２コイル部、第３コイル部および第４コイル部は、導線が波巻きされることにより構成されている。ここで、ステータコアに配置された波巻の導線は、軸線方向の一方側から他方側に向かうように一のスロット内に配置された後、ステータコアの端面を沿うように渡って、一のスロットとは異なる他のスロットに、軸線方向の他方側から一方側に向かうようにスロット内に配置される構成を有する。そして、波巻では、上記の導線の配置が複数回繰り返されることにより、ステータコアの全周に渡って導線が配置されている。つまり、波巻では、並列で接続される他の同相のコイルを跨ぐ回数を同芯巻よりも低減することができるので、ステータの中心軸線方向または径方向の長さが大きくなるのを抑制することができる。また、第１コイル部、第２コイル部、第３コイル部および第４コイル部は、それぞれ、周方向において、第１スロットと第３スロットとを渡るように配置される一方側コイル部分と、第２スロットと第４スロットとを渡るように配置される他方側コイル部分とを含む。これにより、第１コイル部、第２コイル部、第３コイル部および第４コイル部の各々が、周方向の一方側の第１スロット（第３スロット）のみ、または、周方向の他方側の第２スロット（第４スロット）のみを渡る場合と異なり、磁極の中心に対するコイルの位置の関係（バランス）に偏りが生じるのを抑制することができる。その結果、第１コイル部、第２コイル部、第３コイル部および第４コイル部において循環電流が生じることが低減されるので、ノイズや振動の発生を低減することができる。したがって、中心軸線方向または径方向のステータの大型化を抑制しながら、コイル内での循環電流に起因するノイズや振動の発生を低減することができる。

本発明によれば、上記のように、中心軸線方向または径方向のステータの大型化を抑制しながら、コイル内での循環電流に起因するノイズや振動の発生を低減することができる。

一実施形態による回転電機（ステータ）の平面図である。 一実施形態によるＹ結線された３相のコイルの回路図である。 一実施形態によるコイル（第１コイル部、第２コイル部）の斜視図である。 一実施形態によるコイル（第１コイル部〜第４コイル部）の斜視図である。 一実施形態によるＵ相のコイルの配置を示す図（１）である。 一実施形態によるＵ相のコイルの配置を示す図（２）である。 一実施形態によるＵ相の第１コイル部の配置を示す図である。 一実施形態によるＵ相の第２コイル部の配置を示す図である。 一実施形態によるＵ相の第３コイル部の配置を示す図である。 一実施形態によるＵ相の第４コイル部の配置を示す図である。 一実施形態による第１セグメント導体を示す図である。 一実施形態による第２セグメント導体を示す図である。 一実施形態によるコイルがスロットに配置された状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［本実施形態］
（ステータの構造）
図１〜図１０を参照して、本実施形態によるステータ１００（回転電機２００）の構造について説明する。

本願明細書では、「軸線方向」とは、ステータコア１０（ロータ１５０）の回転軸線（符号Ｏ）（Ｚ方向）に沿った方向（図１参照）を意味する。また、「周方向」とは、ステータコア１０の周方向（Ａ１方向、Ａ２方向）を意味する。また、「径方向内側」および「内径側」とは、ステータコア１０の中心に向かう方向（Ｂ１方向）を意味する。また、「径方向外側」および「外径側」とは、ステータコア１０の外に向かう方向（Ｂ２方向）を意味する。

図１に示すように、回転電機２００は、ロータ１５０を備えている。ロータ１５０には、周方向に沿って複数の永久磁石（図示せず）が設けられている。

また、ステータ１００は、ステータコア１０を備えている。ステータコア１０は、ロータ１５０と半径方向に対向するように配置されている。また、ステータコア１０には、複数（たとえば、４８個）のスロット１１が設けられている。また、隣接するスロット１１の間には、ティース１２が設けられている。

また、本実施形態では、図２に示すように、コイル２０は、３相に対応する３つのコイル３０（Ｕ相）、コイル４０（Ｖ相）、および、コイル５０（Ｗ相）を含む。Ｕ相のコイル３０は、互いに並列に接続されたＵ相の第１コイル部３１、第２コイル部３２、第３コイル部３３および第４コイル部３４を含む。また、Ｖ相のコイル４０は、互いに並列に接続されたＶ相の第１コイル部４１、第２コイル部４２、第３コイル部４３および第４コイル部４４を含む。また、Ｗ相のコイル５０は、互いに並列に接続されたＷ相の第１コイル部５１、第２コイル部５２、第３コイル部５３および第４コイル部５４を含む。そして、Ｕ相のコイル３０、Ｖ相のコイル４０およびＷ相のコイル５０は、Ｙ結線されている。なお、コイル２０の具体的な構成については、後述する。

また、本実施形態では、図３に示すように、コイル２０は、平角導線２１が波巻きされることにより構成されている。なお、図３では、Ｕ相のコイル３０の第１コイル部３１および第２コイル部３２を示している。波巻きされたコイル２０は、軸線方向に沿うように形成されスロット１１に収容される複数のスロット収容部２２と、複数のスロット収容部２２同士を接続するコイルエンド部２３とを含む。そして、ステータコア１０に配置された状態のコイル２０は、一のスロット収容部２２に対応する部分において、軸線方向の一方側から他方側に向かうように一のスロット１１内に配置された後、コイルエンド部２３に対応する部分において、ステータコア１０の端面１０ａを沿うように渡って、他のスロット収容部２２に対応する部分において、一のスロット１１とは異なる他のスロット１１に、軸線方向の他方側から一方側に向かうようにスロット１１内に配置される構成を有する。なお、平角導線２１は、特許請求の範囲の「導線」の一例である。

また、第１コイル部３１および第２コイル部３２の各々の端部は、動力線２４に接続されている。動力線２４からは、交流の電力が供給される。

そして、図４に示すように、Ｕ相のコイル３０、第１コイル部３１、第２コイル部３２、第３コイル部３３および第４コイル部３４は、籠状に組み合わされた状態で、ステータコア１０に配置されている。

なお、Ｕ相のコイル３０、Ｖ相のコイル４０およびＷ相のコイル５０は、同様の構成を有する。そこで、以下では、Ｕ相のコイル３０について説明する。

図５および図６に示すように、Ｕ相のコイル３０は、４８個のスロット１１のうち、１番目（以下、「番目」を「＃」と記す）、＃２、＃７、＃８、＃１３、＃１４、＃１９、＃２０、＃２５、＃２６、＃３１、＃３２、＃３７、＃３８、＃４３、および、＃４４のスロット１１に配置されている。ここで、＃１および＃２のスロット１１、＃７および＃８のスロット１１、＃１３および＃１４のスロット１１、＃１９および＃２０のスロット１１、＃２５および＃２６のスロット１１、＃３１および＃３２のスロット１１、＃３７および＃３８のスロット１１、＃４３および＃４４のスロット１１は、それぞれ、周方向において隣り合う２つのスロット１１からなる組６０を構成している。

そして、第１コイル部３１（図７参照）、第２コイル部３２（図８参照）、第３コイル部３３（図９参照）および第４コイル部３４（図１０参照）は、それぞれ、周方向において、隣り合う２つのスロット１１からなる一の組６０と、一の組６０から所定のスロット１１分離れた位置に配置される隣り合う２つのスロット１１からなる他の組６０とに渡るように配置されている。

また、複数のスロット１１のうち、隣り合う２つのスロット１１のうちの周方向の一方側を第１スロット（たとえば、＃１）、周方向の他方側を第２スロット（たとえば、＃２）とし、第１スロットから周方向の他方側に所定のスロット分離れた位置に配置されるスロット１１を第３スロット（たとえば、＃７）とし、第３スロットの周方向の他方側に隣り合うスロット１１を第４スロット（たとえば、＃８）とする。そして、本実施形態では、図７に示すように、第１コイル部３１は、周方向において、第１スロット（＃１など）と第３スロット（＃７など）とを渡るように配置される一方側コイル部分３１ａおよび３１ｃと、第２スロット（＃２など）と第４スロット（＃８など）とを渡るように配置される他方側コイル部分３１ｂおよび３１ｄとを含む。

また、図８に示すように、第２コイル部３２は、周方向において、第１スロット（＃１など）と第３スロット（＃７など）とを渡るように配置される一方側コイル部分３２ａおよび３２ｃと、第２スロット（＃２など）と第４スロット（＃８など）とを渡るように配置される他方側コイル部分３２ｂおよび３２ｄとを含む。

また、図９に示すように、第３コイル部３３は、周方向において、第１スロット（＃７など）と第３スロット（＃１３など）とを渡るように配置される一方側コイル部分３３ａおよび３３ｃと、第２スロット（＃８など）と第４スロット（＃１４など）とを渡るように配置される他方側コイル部分３３ｂおよび３３ｄとを含む。

また、図１０に示すように、第４コイル部３４は、周方向において、第１スロット（＃７など）と第３スロット（＃１３など）とを渡るように配置される一方側コイル部分３４ａおよび３４ｃと、第２スロット（＃８など）と第４スロット（＃１４など）とを渡るように配置される他方側コイル部分３４ｂおよび３４ｄとを含む。

また、周方向において、組６０を構成する隣り合う２つのスロット１１の一方側のスロット１１同士を渡るように配置される一方側コイル部分３１ａおよび３１ｃ（図７参照）、３２ａおよび３２ｃ（図８参照）、３３ａおよび３３ｃ（図９参照）、３４ａおよび３４ｃ（図１０参照）と、組６０を構成する隣り合う２つのスロット１１の他方側のスロット１１同士を渡るように配置される他方側コイル部分３１ｂおよび３１ｄ（図７参照）、３２ｂおよび３２ｄ（図８参照）、３３ｂおよび３３ｄ（図９参照）、３４ｂおよび３４ｄ（図１０参照）とが設けられている。

具体的には、図７に示すように、Ｕ相の第１コイル部３１は、ターン番号が１〜４で表される、２つのスロット１１のうちの一方側（Ａ１方向側）の、＃１、＃７、＃１３、＃１９、＃２５、＃３１、＃３７および＃４３のスロット１１同士を渡るように配置される一方側コイル部分３１ａを含む。なお、図７〜図１０の実線の矢印は、スロット収容部２２同士を接続するコイルエンド部２３が、軸線方向においてステータコア１０の一方側に配置されることを意味している。また、図７〜図１０の点線の矢印は、スロット収容部２２同士を接続するコイルエンド部２３が、軸線方向においてステータコア１０の他方側に配置されることを意味している。また、矢印の向きは、平角導線２１が巻回される方向（電流の流れる方向）を意味している。つまり、第１コイル部３１は、Ａ１方向側からＡ２方向側に向かって平角導線２１が巻回されている。また、図７においてスロット１１内に記載された１〜１６の数字は、第１コイル部３１のターン番号を示している。たとえば、数字「１」は、第１コイル部３１の１ターン目、数字「２」は、第１コイル部３１の２ターン目を表している。

また、Ｕ相の第１コイル部３１は、ターン番号が５〜８で表される、２つのスロット１１のうちの他方側（Ａ２方向側）の、＃２、＃８、＃１４、＃２０、＃２６、＃３２、＃３８および＃４４のスロット１１同士を渡るように配置される他方側コイル部分３１ｂを含む。また、Ｕ相の第１コイル部３１は、ターン番号が９〜１２で表される、２つのスロット１１のうちの一方側（Ａ１方向側）の、＃１、＃７、＃１３、＃１９、＃２５、＃３１、＃３７および＃４３のスロット１１同士を渡るように配置される一方側コイル部分３１ｃを含む。また、Ｕ相の第１コイル部３１は、ターン番号が１３〜１６で表される、２つのスロット１１のうちの他方側（Ａ２方向側）の、＃２、＃８、＃１４、＃２０、＃２６、＃３２、＃３８および＃４４のスロット１１同士を渡るように配置される他方側コイル部分３１ｄを含む。なお、ターン番号１に相当する第１コイル部３１の部分が、動力線２４（図７の下向きの矢印）に接続され、ターン番号１６に相当する第１コイル部３１の部分が、中性線２５に接続されている。

また、本実施形態では、一方側コイル部分３１ａおよび３１ｃ、および、他方側コイル部分３１ｂおよび３１ｄは、各々、スロット１１おいて、内径側と外径側とに交互に径方向の位置を異ならせながら、スロット１１同士を渡る（第１スロットと第３スロットとを渡る、および、第２スロットと第４スロットとを渡る）ように配置されている。具体的には、一方側コイル部分３１ａおよび３１ｃ、および、他方側コイル部分３１ｂおよび３１ｄは、各々、スロット１１おいて、径方向における平角導線２１の厚みｔ分、内径側と外径側とに交互に径方向の位置を異ならせながら、スロット１１同士を渡るように配置されている。

たとえば、ターン番号１〜４により表される一方側コイル部分３１ａは、ターン番号１の部分は、＃１のスロット１１において最外径側の位置に配置されるとともに、＃７のスロット１１において、平角導線２１の厚みｔ分、最外径側から内径側に移動した位置に配置される。その後、一方側コイル部分３１ａは、＃１３のスロット１１において最外径側の位置に配置され、＃１９のスロット１１において、平角導線２１の厚みｔ分、最外径側から内径側に移動した位置に配置される。さらに、一方側コイル部分３１ａは、＃２５のスロット１１において最外径側の位置に配置され、＃３１のスロット１１において、平角導線２１の厚みｔ分、最外径側から内径側に移動した位置に配置される。また、一方側コイル部分３１ａは、＃３７のスロット１１において最外径側の位置に配置され、＃４３のスロット１１において、平角導線２１の厚みｔ分、最外径側から内径側に移動した位置に配置される。

なお、ターン番号５〜８により表される他方側コイル部分３１ｂ、ターン番号９〜１２により表される一方側コイル部分３１ｃ、および、ターン番号１３〜１６により表される他方側コイル部分３１ｄも、一方側コイル部分３１ａと同様に、スロット１１おいて、径方向における平角導線２１の厚みｔ分、内径側と外径側とに交互に径方向の位置を異ならせながら、スロット１１同士を渡るように配置されている。

また、本実施形態では、一方側コイル部分と他方側コイル部分とは、同数ずつ設けられている。具体的には、第１コイル部３１において、２つの一方側コイル部分３１ａおよび３１ｃと、２つの他方側コイル部分３１ｂおよび３１ｄとが設けられている。そして、スロット１１内において、一方側コイル部分と他方側コイル部分とは、径方向に交互に配置されている。具体的には、一方側コイル部分３１ａ、他方側コイル部分３１ｂ、一方側コイル部分３１ｃ、および、他方側コイル部分３１ｄが、組６０を構成する隣り合うスロット１１において、外径側から内径側に向かってこの順で、配置されている。

また、本実施形態では、一方側コイル部分３１ａおよび３１ｃ、および、他方側コイル部分３１ｂおよび３１ｄは、各々、互いに等しい６ピッチ間隔で、スロット１１同士を渡るように配置されている。たとえば、一方側コイル部分３１ａにおいて、ターン番号１に対応する部分は、＃１のスロット１１から＃７のスロット１１（６ピッチ）に渡るように配置されている。また、他方側コイル部分３１ｂにおいて、ターン番号５に対応する部分は、＃２のスロット１１から＃８のスロット１１（６ピッチ）に渡るように配置されている。

そして、第１コイル部３１において、一方側コイル部分と他方側コイル部分とが切り替わる部分は、６ピッチ間隔とは異なるピッチ間隔でスロット１１同士を渡るように配置されている。具体的には、一方側コイル部分３１ａから他方側コイル部分３１ｂに切り替わる部分３１ｅ（ターン番号４からターン番号５に切り替わる部分）は、＃４３のスロット１１（第３スロット）から＃２のスロット１１（第２スロット）に渡るように（つまり、７ピッチ間隔で）、設けられている。また、他方側コイル部分３１ｂから一方側コイル部分３１ｃに切り替わる部分３１ｆ（ターン番号８からターン番号９に切り替わる部分）は、＃４４のスロット１１（第４スロット）から＃１のスロット１１（第１スロット）に渡るように（つまり、５ピッチ間隔で）、設けられている。また、一方側コイル部分３１ｃから他方側コイル部分３１ｄに切り替わる部分３１ｇ（ターン番号１２からターン番号１３に切り替わる部分）は、＃４３のスロット１１（第３スロット）から＃２のスロット１１（第２スロット）に渡るように（つまり、７ピッチ間隔で）、設けられている。つまり、第１コイル部３１には、７ピッチ間隔の部分が、２つ設けられ、５ピッチ間隔の部分が、１つ設けられている。

なお、第２コイル部３２、第３コイル部３３、および、第４コイル部３４の構成は、第１コイル部３１と、略同様であるので、以下では、第１コイル部３１との差異点について説明する。

図８に示すように、第２コイル部３２では、組６０を構成する２つのスロット１１において、外径側から内径側に向かって、他方側コイル部分３２ｂ（ターン番号１７〜２０）、一方側コイル部分３２ａ（ターン番号２１〜２４）、他方側コイル部分３２ｄ（ターン番号２５〜２８）、および、一方側コイル部分３２ｃ（ターン番号２９〜３２）がこの順で配置されている。また、他方側コイル部分３２ｂから一方側コイル部分３２ａに切り替わる部分３２ｅ（ターン番号２０からターン番号２１に切り替わる部分）は、＃４４のスロット１１から＃１のスロット１１に渡るように（つまり、５ピッチ間隔で）、設けられている。また、一方側コイル部分３２ａから他方側コイル部分３２ｄに切り替わる部分３２ｆ（ターン番号２４からターン番号２５に切り替わる部分）は、＃４３のスロット１１から＃２のスロット１１に渡るように（つまり、７ピッチ間隔で）、設けられている。また、他方側コイル部分３２ｄから一方側コイル部分３２ｃに切り替わる部分３２ｇ（ターン番号２８からターン番号２９に切り替わる部分）は、＃４４のスロット１１から＃１のスロット１１に渡るように（つまり、５ピッチ間隔で）、設けられている。つまり、第２コイル部３２には、７ピッチ間隔の部分が、１つ設けられ、５ピッチ間隔の部分が、２つ設けられている。

第３コイル部３３（図９参照）および第４コイル部３４（図１０参照）は、第１コイル部３１および第２コイル部３２とは異なり、Ａ２方向側からＡ１方向側に向かって平角導線２１が巻回されている。つまり、第３コイル部３３および第４コイル部３４に流れる電流の方向と、第１コイル部３１および第２コイル部３２に流れる電流の方向とは異なる（反対方向である）。

図９に示すように、第３コイル部３３では、組６０を構成する２つのスロット１１において、内径側から外径側に向かって、一方側コイル部分３３ａ（ターン番号３３〜３６）、他方側コイル部分３３ｂ（ターン番号３７〜４０）、一方側コイル部分３３ｃ（ターン番号４１〜４４）、および、他方側コイル部分３３ｄ（ターン番号４５〜４８）がこの順で配置されている。また、一方側コイル部分３３ａから他方側コイル部分３３ｂに切り替わる部分３３ｅ（ターン番号３６からターン番号３７に切り替わる部分）は、＃７のスロット１１から＃２のスロット１１に渡るように（つまり、５ピッチ間隔で）、設けられている。また、他方側コイル部分３３ｂから一方側コイル部分３３ｃに切り替わる部分３３ｆ（ターン番号４０からターン番号４１に切り替わる部分）は、＃８のスロット１１から＃１のスロット１１に渡るように（つまり、７ピッチ間隔で）、設けられている。また、一方側コイル部分３３ｃから他方側コイル部分３３ｄに切り替わる部分３３ｇ（ターン番号４４からターン番号４５に切り替わる部分）は、＃７のスロット１１から＃２のスロット１１に渡るように（つまり、５ピッチ間隔で）、設けられている。つまり、第３コイル部３３には、７ピッチ間隔の部分が、１つ設けられ、５ピッチ間隔の部分が、２つ設けられている。

図１０に示すように、第４コイル部３４では、組６０を構成する２つのスロット１１において、内径側から外径側に向かって、他方側コイル部分３４ｂ（ターン番号４９〜５２）、一方側コイル部分３４ａ（ターン番号５３〜５６）、他方側コイル部分３４ｄ（ターン番号５７〜６０）、および、一方側コイル部分３４ｃ（ターン番号６１〜６４）がこの順で配置されている。また、他方側コイル部分３４ｂから一方側コイル部分３４ａに切り替わる部分３４ｅ（ターン番号５２からターン番号５３に切り替わる部分）は、＃８のスロット１１から＃１のスロット１１に渡るように（つまり、７ピッチ間隔で）、設けられている。また、一方側コイル部分３４ａから他方側コイル部分３４ｄに切り替わる部分３４ｆ（ターン番号５６からターン番号５７に切り替わる部分）は、＃７のスロット１１から＃２のスロット１１に渡るように（つまり、５ピッチ間隔で）、設けられている。また、他方側コイル部分３４ｄから一方側コイル部分３４ｃに切り替わる部分３４ｇ（ターン番号６０からターン番号６１に切り替わる部分）は、＃８のスロット１１から＃１のスロット１１に渡るように（つまり、７ピッチ間隔で）、設けられている。つまり、第４コイル部３４には、７ピッチ間隔の部分が、２つ設けられ、５ピッチ間隔の部分が、１つ設けられている。

上記のように、第１コイル部３１、第２コイル部３２、第３コイル部３３および第４コイル部３４の各々において、一方側コイル部分および他方側コイル部分が２つずつ設けられるとともに、組６０を構成する２つのスロット１１において、一方側コイル部分と他方側コイル部分とが径方向に交互に配置される。これにより、第１コイル部３１、第２コイル部３２、第３コイル部３３および第４コイル部３４の構成が同様になるので、第１コイル部３１、第２コイル部３２、第３コイル部３３および第４コイル部３４における抵抗の差が低減される。その結果、第１コイル部３１、第２コイル部３２、第３コイル部３３および第４コイル部３４における循環電流が低減（防止）される。

また、本実施形態では、図７に示すように、第１コイル部３１において、一方側コイル部分３１ａおよび３１ｃは、ステータコア１０に配置される全ての第１スロット（＃１、＃１３、＃２５、Ｗ３７）と全ての第３スロット（＃７、＃１９、＃３１、＃４３）とを交互にステータコア１０の１周分渡るように配置されることにより構成されている。また、他方側コイル部分３１ｂおよび３１ｄは、ステータコア１０に配置される全ての第２スロット（＃２、＃１４、＃２６、＃３８）と全ての第４スロット（＃８、＃２０、＃３２、＃４４）とを交互にステータコア１０の１周分渡るように、かつ、スロット１１において一方側コイル部分３１ａおよび３１ｃが配置された部分から径方向にずれた位置に配置されることにより構成されている。なお、第２コイル部３２、第３コイル部３３および第４コイル部３４も同様の構成を有する。

次に、コイル２０の具体的な構成について説明する。

図１１および図１２に示すように、コイル２０は、複数の第１セグメント導体７１と、複数の第２セグメント導体７２とを含む。第１セグメント導体７１は、ステータコア１０の中心軸線方向の一方側（Ｚ１方向側）に配置されるとともに中心軸線方向の他方側（Ｚ２方向側）に延びる一対の第１脚部７１ａを含む。一対の第１脚部７１ａの長さは互いに異なっており、第１セグメント導体７１は、略Ｊ字形状を有する。また、第２セグメント導体７２は、ステータコア１０の中心軸線方向の他方側に配置されるとともに中心軸線方向の一方側に延びる一対の第２脚部７２ａを含む。一対の第２脚部７２ａの長さは互いに異なっており、第２セグメント導体７２は、略Ｊ字形状を有する。そして、図１３に示すように、複数の第１セグメント導体７１の各々の第１脚部７１ａの先端部側に設けられる第１面７１ｂと、複数の第２セグメント導体７２の各々の第２脚部７２ａの先端部側に設けられる第２面７２ｂとが、スロット１１内において接合されている。

［本実施形態の効果］
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。なお、以下では、主に、Ｕ相のコイル（３０）の効果について説明するが、Ｖ相のコイル（４０）およびＷ相のコイル（５０）の効果についても同様である。

本実施形態では、上記のように、第１コイル部（３１）、第２コイル部（３２）、第３コイル部（３３）および第４コイル部（３４）は、導線（２１）が波巻きされることにより構成されている。ここで、ステータコア（１０）に配置された波巻の導線（２１）は、軸線方向の一方側から他方側に向かうように一のスロット（１１）内に配置された後、ステータコア（１０）の端面（１０ａ）を沿うように渡って、一のスロット（１１）とは異なる他のスロット（１１）に、軸線方向の他方側から一方側に向かうようにスロット（１１）内に配置される構成を有する。そして、波巻では、上記の導線（２１）の配置が複数回繰り返されることにより、ステータコア（１０）の全周に渡って導線（２１）が配置されている。つまり、波巻では、並列で接続される他の同相のコイル（２０、３０、４０、５０）を跨ぐ回数を同芯巻よりも低減することができるので、ステータ（１００）の中心軸線方向または径方向の長さが大きくなるのを抑制することができる。また、第１コイル部（３１）、第２コイル部（３２）、第３コイル部（３３）および第４コイル部（３４）は、それぞれ、周方向において、第１スロットと第３スロットとを渡るように配置される一方側コイル部分（３１ａ、３１ｃ、３２ａ、３２ｃ、３３ａ、３３ｃ、３４ａ、３４ｃ）と、第２スロットと第４スロットとを渡るように配置される他方側コイル部分（３１ｂ、３１ｄ、３２ｂ、３２ｄ、３３ｂ、３３ｄ、３４ｂ、３４ｄ）とを含む。これにより、第１コイル部（３１）、第２コイル部（３２）、第３コイル部（３３）および第４コイル部（３４）の各々が、組（６０）を構成する隣り合う２つのスロット（１１）の一方側の第１スロット（第３スロット）のみ、または、周方向の他方側の第２スロット（第４スロット）のみを渡る場合と異なり、磁極の中心に対するコイルの位置の関係（バランス）に偏りが生じるのを抑制することができる。その結果、第１コイル部（３１）、第２コイル部（３２）、第３コイル部（３３）および第４コイル部（３４）において循環電流が生じることが低減されるので、ノイズや振動の発生を低減することができる。したがって、中心軸線方向または径方向のステータ（１００）の大型化を抑制しながら、コイル（３０）内での循環電流に起因するノイズや振動の発生を低減することができる。

また、本実施形態では、上記のように、一方側コイル部分（３１ａ、３１ｃ、３２ａ、３２ｃ、３３ａ、３３ｃ、３４ａ、３４ｃ）および他方側コイル部分（３１ｂ、３１ｄ、３２ｂ、３２ｄ、３３ｂ、３３ｄ、３４ｂ、３４ｄ）は、各々、スロット（１１）において、内径側と外径側とに交互に径方向の位置を異ならせながら、スロット（１１）同士を渡る（第１スロットと第３スロットとを渡る、または、第２スロットと第４スロットとを渡る）ように配置されている。このように構成すれば、スロット（１１）において、一方側コイル部分（３１ａ、３１ｃ、３２ａ、３２ｃ、３３ａ、３３ｃ、３４ａ、３４ｃ）および他方側コイル部分（３１ｂ、３１ｄ、３２ｂ、３２ｄ、３３ｂ、３３ｄ、３４ｂ、３４ｄ）の、内径側または外径側に逃げた部分に、他のコイル部分を配置することができるので、第１コイル部（３１）〜第４コイル部（３４）のそれぞれのコイル部分を容易にスロット（１１）に配置することができる。

また、本実施形態では、上記のように、一方側コイル部分（３１ａ、３１ｃ、３２ａ、３２ｃ、３３ａ、３３ｃ、３４ａ、３４ｃ）および他方側コイル部分（３１ｂ、３１ｄ、３２ｂ、３２ｄ、３３ｂ、３３ｄ、３４ｂ、３４ｄ）は、スロット（１１）において、径方向における導線（２１）の厚みｔ分、内径側と外径側とに交互に径方向の位置を異ならせながら、スロット（１１）同士を渡るように配置されている。このように構成すれば、一方側コイル部分（３１ａ、３１ｃ、３２ａ、３２ｃ、３３ａ、３３ｃ、３４ａ、３４ｃ）および他方側コイル部分（３１ｂ、３１ｄ、３２ｂ、３２ｄ、３３ｂ、３３ｄ、３４ｂ、３４ｄ）が導線（２１）の厚みｔよりも大きい距離分、内径側と外径側とに交互に径方向の位置を異ならせる場合と異なり、コイル部分同士が交差するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、一方側コイル部分（３１ａ、３１ｃ、３２ａ、３２ｃ、３３ａ、３３ｃ、３４ａ、３４ｃ）は、互いに等しい第１のピッチ間隔でスロット（１１）同士（第１スロットと第３スロット）を渡るように配置されている。また、他方側コイル部分（３１ｂ、３１ｄ、３２ｂ、３２ｄ、３３ｂ、３３ｄ、３４ｂ、３４ｄ）は、互いに等しい第１のピッチ間隔でスロット（１１）同士（第２スロットと第４スロット）を渡るように配置されている。そして、第１コイル部（３１）、第２コイル部（３２）、第３コイル部（３３）および第４コイル部（３４）の各々において、一方側コイル部分（３１ａ、３１ｃ、３２ａ、３２ｃ、３３ａ、３３ｃ、３４ａ、３４ｃ）と他方側コイル部分（３１ｂ、３１ｄ、３２ｂ、３２ｄ、３３ｂ、３３ｄ、３４ｂ、３４ｄ）とが切り替わる部分（３１ｅ〜３１ｇ、３２ｅ〜３２ｇ、３３ｅ〜３３ｇ、３４ｅ〜３４ｇ）は、第１のピッチ間隔とは異なる第２のピッチ間隔でスロット（１１）同士を渡るように配置されている。ここで、一方側コイル部分（３１ａ、３１ｃ、３２ａ、３２ｃ、３３ａ、３３ｃ、３４ａ、３４ｃ）と他方側コイル部分（３１ｂ、３１ｄ、３２ｂ、３２ｄ、３３ｂ、３３ｄ、３４ｂ、３４ｄ）とが切り替わる部分（３１ｅ〜３１ｇ、３２ｅ〜３２ｇ、３３ｅ〜３３ｇ、３４ｅ〜３４ｇ）は、コイル部分が配置されるスロット（１１）が周方向の一方側から他方側（または、他方側から一方側）に切り替わる部分であるので、一方側コイル部分（３１ａ、３１ｃ、３２ａ、３２ｃ、３３ａ、３３ｃ、３４ａ、３４ｃ）および他方側コイル部分（３１ｂ、３１ｄ、３２ｂ、３２ｄ、３３ｂ、３３ｄ、３４ｂ、３４ｄ）が配置される第１のピッチ間隔とは異なる。そこで、一方側コイル部分（３１ａ、３１ｃ、３２ａ、３２ｃ、３３ａ、３３ｃ、３４ａ、３４ｃ）と他方側コイル部分（３１ｂ、３１ｄ、３２ｂ、３２ｄ、３３ｂ、３３ｄ、３４ｂ、３４ｄ）とが切り替わる部分（３１ｅ〜３１ｇ、３２ｅ〜３２ｇ、３３ｅ〜３３ｇ、３４ｅ〜３４ｇ）を、第１のピッチ間隔とは異なる第２のピッチ間隔でスロット（１１）同士（第３スロットと第２スロット、または、第４スロットと第１スロット）を渡るように配置することによって、容易に、一方側コイル部分（３１ａ、３１ｃ、３２ａ、３２ｃ、３３ａ、３３ｃ、３４ａ、３４ｃ）と他方側コイル部分（３１ｂ、３１ｄ、３２ｂ、３２ｄ、３３ｂ、３３ｄ、３４ｂ、３４ｄ）とを接続することができる。

また、本実施形態では、上記のように、一方側コイル部分（３１ａ、３１ｃ、３２ａ、３２ｃ、３３ａ、３３ｃ、３４ａ、３４ｃ）と他方側コイル部分（３１ｂ、３１ｄ、３２ｂ、３２ｄ、３３ｂ、３３ｄ、３４ｂ、３４ｄ）とは、同数ずつ設けられている。このように構成すれば、一方側コイル部分（３１ａ、３１ｃ、３２ａ、３２ｃ、３３ａ、３３ｃ、３４ａ、３４ｃ）の数と、他方側コイル部分（３１ｂ、３１ｄ、３２ｂ、３２ｄ、３３ｂ、３３ｄ、３４ｂ、３４ｄ）の数とが異なる場合と異なり、第１コイル部（３１）〜第４コイル部（３４）の各々のコイル部分をバランスよく配置することができる。

また、本実施形態では、上記のように、スロット（１１）内において、一方側コイル部分（３１ａ、３１ｃ、３２ａ、３２ｃ、３３ａ、３３ｃ、３４ａ、３４ｃ）と他方側コイル部分（３１ｂ、３１ｄ、３２ｂ、３２ｄ、３３ｂ、３３ｄ、３４ｂ、３４ｄ）とは、径方向に交互に配置されている。このように構成すれば、一方側コイル部分（３１ａ、３１ｃ、３２ａ、３２ｃ、３３ａ、３３ｃ、３４ａ、３４ｃ）がスロット（１１）の内径側のみまたは外径側のみに偏って配置されている場合、および、他方側コイル部分（３１ｂ、３１ｄ、３２ｂ、３２ｄ、３３ｂ、３３ｄ、３４ｂ、３４ｄ）がスロット（１１）の内径側のみまたは外径側のみに偏って配置されている場合と異なり、一方側コイル部分（３１ａ、３１ｃ、３２ａ、３２ｃ、３３ａ、３３ｃ、３４ａ、３４ｃ）と他方側コイル部分（３１ｂ、３１ｄ、３２ｂ、３２ｄ、３３ｂ、３３ｄ、３４ｂ、３４ｄ）とがバランスよく配置されるので、循環電流が生じるのをより低減することができる。

また、本実施形態では、上記のように、３相に対応する３つのコイル（３０、４０、５０）が設けられている。このように構成すれば、３相のコイル（３０、４０、５０）を有するステータ（１００）において、コイル（３０、４０、５０）内での循環電流に起因するノイズや振動の発生を低減することができる。

また、本実施形態では、上記のように、コイル（３０、４０、５０）は、波巻きされた平角導線（２１）により構成されている。このように構成すれば、平角導線（２１）は、スロット（１１）の占積率が比較的高いので、スロット（１１）の占積率を比較的高くしながら、コイル（３０、４０、５０）内での循環電流に起因するノイズや振動の発生を低減することができる。

また、本実施形態では、上記のように、複数の第１セグメント導体（７１）の各々の第１脚部（７１ａ）の先端部側に設けられる第１面（７１ｂ）と、複数の第２セグメント導体（７２）の各々の第２脚部（７２ａ）の先端部側に設けられる第２面（７２ｂ）とが、スロット（１１）内において接合されている。このように構成すれば、第１セグメント導体（７１）と第２セグメント導体（７２）とをスロット（１１）の外で接合する場合と比べて、コイルエンド部（２３）の中心軸線方向の長さを短縮することができる。

また、本実施形態では、上記のように、一方側コイル部分（３１ａ、３１ｃ、３２ａ、３２ｃ、３３ａ、３３ｃ、３４ａ、３４ｃ）は、ステータコア（１０）に配置される全ての第１スロットと全ての第３スロットとを交互にステータコア（１０）の１周分渡るように配置されることにより構成され、他方側コイル部分（３１ｂ、３１ｄ、３２ｂ、３２ｄ、３３ｂ、３３ｄ、３４ｂ、３４ｄ）は、ステータコア（１０）に配置される全ての第２スロットと全ての第４スロットとを交互にステータコア（１０）の１周分渡るように、かつ、スロット（１１）において一方側コイル部分（３１ａ、３１ｃ、３２ａ、３２ｃ、３３ａ、３３ｃ、３４ａ、３４ｃ）が配置された部分から径方向にずれた位置に配置されることにより構成されている。このように構成すれば、一方側コイル部分（３１ａ、３１ｃ、３２ａ、３２ｃ、３３ａ、３３ｃ、３４ａ、３４ｃ）と他方側コイル部分（３１ｂ、３１ｄ、３２ｂ、３２ｄ、３３ｂ、３３ｄ、３４ｂ、３４ｄ）とが、交差するのを防止することができる。

［変形例］
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（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、一方側コイル部分および他方側コイル部分が、各々、スロットにおいて、平角導線の厚み分、内径側と外径側とに交互に径方向の位置を異ならせながら、スロット同士を渡るように配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、一方側コイル部分および他方側コイル部分が、平角導線の厚み分以外の距離分、内径側と外径側とに交互に径方向の位置を異ならせながら配置されていてもよい。

また、上記実施形態では、ステータコアに３相のコイルが設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ステータコアに３相以外の相のコイルが設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、各相のコイルにおいて、４つのコイル部（第１〜第４コイル部）が並列に設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、各相のコイルにおいて、４以外の４の倍数の数分のコイル部が並列に設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、４つのコイル部（第１〜第４コイル部）の各々が１６ターン分、巻回されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、４つのコイル部（第１〜第４コイル部）の各々が、１６以外の４の倍数の数分のターン分、巻回されていてもよい。

また、上記実施形態では、コイルが平角導線により構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、コイルが丸線などによって構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、一方側コイル部分および他方側コイル部分が、５ピッチ間隔でスロットを渡るように配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、一方側コイル部分および他方側コイル部分を、５ピッチ以外の間隔でスロットを渡るように配置してもよい。

１０ ステータコア
１１ スロット
２０、３０、４０、５０ コイル
２１ 平角導線（導線）
３１、４１、５１ 第１コイル部
３１ａ、３１ｃ、３２ａ、３２ｃ、３３ａ、３３ｃ、３４ａ、３４ｃ 一方側コイル部分
３１ｂ、３１ｄ、３２ｂ、３２ｄ、３３ｂ、３３ｄ、３４ｂ、３４ｄ 他方側コイル部分
３１ｅ〜３１ｇ、３２ｅ〜３２ｇ、３３ｅ〜３３ｇ、３４ｅ〜３４ｇ （切り替わる）部分
３２、４２、５２ 第２コイル部
３３、４３、５３ 第３コイル部
３４、４４、５４ 第４コイル部
６０ 組
７１ 第１セグメント導体
７１ａ 第１脚部
７１ｂ 第１面
７２ 第２セグメント導体
７２ａ 第２脚部
７２ｂ 第２面
１００ ステータ

Claims (9)

1. 複数のスロットが設けられるステータコアと、
   前記ステータコアの前記スロットに配置され、導線が波巻きされたコイルとを備え、
   前記コイルは、互いに並列に接続された同相の第１コイル部、第２コイル部、第３コイル部および第４コイル部を含み、
   前記複数のスロットのうち、隣り合う２つの前記スロットのうちの周方向の一方側を第１スロット、周方向の他方側を第２スロットとし、前記第１スロットから周方向の他方側に所定のスロット分離れた位置に配置されるスロットを第３スロットとし、前記第３スロットの周方向の他方側に隣り合うスロットを第４スロットとし、
   前記第１コイル部、前記第２コイル部、前記第３コイル部および前記第４コイル部は、それぞれ、周方向において、前記第１スロットと前記第３スロットとを渡るように配置される一方側コイル部分と、前記第２スロットと前記第４スロットとを渡るように配置される他方側コイル部分とを含み、
   前記第１コイル部、前記第２コイル部、前記第３コイル部および前記第４コイル部の各々において、前記一方側コイル部分は、前記ステータコアに配置される全ての前記第１スロットと全ての前記第３スロットとを交互に前記ステータコアの１周分渡るように配置されることにより構成され、前記他方側コイル部分は、前記ステータコアに配置される全ての前記第２スロットと全ての前記第４スロットとを交互に前記ステータコアの１周分渡るように、かつ、前記スロットにおいて前記一方側コイル部分が配置された部分から径方向にずれた位置に配置されることにより構成されている、ステータ。
2. 前記一方側コイル部分は、前記スロットにおいて、内径側と外径側とに交互に径方向の位置を異ならせながら、前記第１スロットと前記第３スロットとを渡るように配置されており、
   前記他方側コイル部分は、前記スロットにおいて、内径側と外径側とに交互に径方向の位置を異ならせながら、前記第２スロットと前記第４スロットとを渡るように配置されている、請求項１に記載のステータ。
3. 前記一方側コイル部分は、前記スロットにおいて、径方向における前記導線の厚み分、内径側と外径側とに交互に径方向の位置を異ならせながら、前記第１スロットと前記第３スロットとを渡るように配置されており、
   前記他方側コイル部分は、前記スロットにおいて、径方向における前記導線の厚み分、内径側と外径側とに交互に径方向の位置を異ならせながら、前記第２スロットと前記第４スロットとを渡るように配置されている、請求項２に記載のステータ。
4. 前記一方側コイル部分は、互いに等しい第１のピッチ間隔で前記第１スロットと前記第３スロットとを渡るように配置されており、
   前記他方側コイル部分は、互いに等しい前記第１のピッチ間隔で前記第２スロットと前記第４スロットとを渡るように配置されており、
   前記第１コイル部、前記第２コイル部、前記第３コイル部および前記第４コイル部の各々において、前記一方側コイル部分と前記他方側コイル部分とが切り替わる部分は、前記第１のピッチ間隔とは異なる第２のピッチ間隔で、前記第３スロットと前記第２スロットとを、または、前記第４スロットと前記第１スロットとを渡るように配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のステータ。
5. 前記一方側コイル部分と前記他方側コイル部分とは、同数ずつ設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のステータ。
6. 前記一方側コイル部分と前記他方側コイル部分とは、同数ずつ設けられているとともに、各々複数個ずつ設けられており、
   前記スロット内において、前記一方側コイル部分と前記他方側コイル部分とは、径方向に交互に配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のステータ。
7. 前記コイルは、３相に対応するように、３つ設けられている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のステータ。
8. 前記コイルは、波巻きされた平角導線により構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載のステータ。
9. 前記平角導線により構成されている前記コイルは、
   前記ステータコアの中心軸線方向の一方側に配置されるとともに前記中心軸線方向の他方側に延びる一対の第１脚部を含む複数の第１セグメント導体と、
   前記ステータコアの前記中心軸線方向の他方側に配置されるとともに前記中心軸線方向の一方側に延びる一対の第２脚部を含む複数の第２セグメント導体と、と含み、
   複数の前記第１セグメント導体の各々の前記第１脚部の先端部側に設けられる第１面と、複数の前記第２セグメント導体の各々の前記第２脚部の先端部側に設けられる第２面とが、前記スロット内において接合されている、請求項８に記載のステータ。

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